电动自行车无刷直流电机控制系统研究与设计

【摘要】电动自行车以其便捷、实用等优点已成为越来越多市民短途出行的代步工具。与早期用直流电机驱动的电动自行车相比,目前普遍采用无刷直流电机进行驱动,电动自行车在舒适性、可操作性上得到了有效改善,但仍然存在行驶里程短,续航能力不足等问题。如何提高电动自行车的续航能力是该产业研究的热点。因而研究电动自行车的能量回馈,提高其续航能力具有重要的理论意义与较高的实践应用价值。本课题主要研究工作如下：介绍了电动自行车的发展历史及其相关控制技术的研究现状,并重点分析了电动自行车能量回馈控制技术的研究现状,详细分析了无刷直流电机的结构特点、运行原理及其数学模型。对电动自行车制动过程中的能量回馈方法进行了研究,分析了无刷直流电机能量回馈的基本原理,分析并比较了半桥斩波和全桥斩波两种调制方式下的回馈制动过程和数学模型,并在此基础上,提出了基于半桥斩波的电动自行车能量回馈制动的控制策略。设计了DSP最小系统电路、电源电路、功率逆变电路、逆变桥驱动电路、电流检测电路、过流过压保护电路、PWM同相保护电路、信号处理电路、隔离滤波电路、液晶显示电路等硬件电路。完成了位置信号采集程序、电机拖动控制程序、能量回馈控制程序、转速计算程序、转速PI闭环调节程序、欠压和过流保护程序、显示程序等软件设计。搭建了以TMS320F2812为核心的电动自行车控制系统实验平台,并进行了联机调试,实验结果表明,本文所设计的电动自行车控制系统很好地实现了对电动自行车的控制,表现出了良好的稳定性,并有效的提高了电动自行车的续航能力。
【作者】王亮军；
【导师】朱俊杰；
【作者基本信息】中南林业科技大学，计算机技术，2014，硕士
【关键词】电动自行车；无刷直流电机；无位置传感；转矩脉动；能量回馈制动；

【参考文献】
[1]陈妍妍.风险社会视野下城市网络舆情管理及应对研究[D].华中科技大学,传播学,2013,硕士.
[2]何敏.当前我国信访制度的困境与创新[D].湖南师范大学,行政管理,2013,硕士.
[3]刘革平.基于数据挖掘的远程学习评价研究[D].西南师范大学,2005.
[4]王明.拓展训练引入高中体育课堂的可行性研究[D].湖北大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[5]沈庆.中国汽车产业国际化战略的研究[D].天津大学,工商管理,2013,硕士.
[6]张斯伦.机电伺服系统低速性能分析与控制设计[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[7]宗鹏飞.基于逐线积分的氧气A吸收带透过率的算法研究[D].中北大学,光学工程,2013,硕士.
[8]吕锦柏.基于永磁机构动态特性的真空断路器控制策略研究[D].北京交通大学,2014.
[9]苏朝勃.电广传媒的公司价值研究[D].湖南大学,工商管理,2003,硕士.
[10]陈静.氢处理对钛合金组织的影响及理论计算与过程模拟[D].东北大学,材料加工工程,2009,硕士.
[11]宫向.小型无人机活塞式发动机调试检测系统设计[D].合肥工业大学,动力机械及工程,2013,硕士.
[12]卢雄强.旧水泥混凝土路面沥青罩面改造研究[D].湖南大学,建筑与土木工程,2003,硕士.
[13]黄明.铜基纳米氧化物的可控制备及超级电容器性能研究[D].重庆大学,2014.
[14]于媛媛.蔬菜流通主要交易节点的微观经济分析[D].浙江大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[15]李功新.基于GIS的福建电网生产管理信息监管中心建设[J].测绘与空间地理信息,2005,03:85-87.
[16]丛薇.基于城市功能分工的山东省产业集聚效益研究[D].哈尔滨工业大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[17]朱文平.基于氧化石墨烯的荧光生物传感新方法研究[D].湖南大学,2013.
[18]朱宇.纯电动汽车车内声品质分析评价研究[D].吉林大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[19]王群.《旧梦》教学设计[D].吉林大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[20]石顺中.基于OMAP的超声三维成像系统设计与实现[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[21]刘靖轩.高校单位社区更新发展策略研究[D].西安建筑科技大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[22]刘利玲.虐待罪的立法完善研究[D].贵州民族大学,刑法学,2014,硕士.
[23]李木子.栀子、白术及牛膝等饮片的质量评价与标准研究[D].北京中医药大学,中药学,2014,硕士.
[24]袁霄.论新时期中国共产党的干部队伍建设[D].西南政法大学,马克思主义中国化研究,2012,硕士.
[25]倪玲.（C-K）性质的应用与渐近赋范性质[D].安徽师范大学,基础数学,2004,硕士.
[26]郝宇.X电信公司运营业务流程优化方案研究[D].华南理工大学,工业工程,2012,硕士.
[27]姚婷婷,谢昭.多层次MRF重标记及映射法则下的图像分割[J].自动化学报,2013,10:1581-1593.
[28]宋斯阳.水利枢纽数字水利信息系统的分析与设计[D].长安大学,大地测量学与测量工程,2013,硕士.
[29]赵媛媛.我国继承法修改热点问题研究[D].沈阳师范大学,民商法学,2014,硕士.
[30]曹宁宁.心理时间的时空波动形态初探[D].华东师范大学,基础心理学,2004,硕士.
[31]解培强.模糊滑模控制在挖掘机控制中的应用[D].太原科技大学,交通信息工程及其控制,2014,硕士.
[32]沈娟.基于粗糙集与熵权法的省域低碳经济发展水平评价研究[D].华中科技大学,技术经济及管理,2012,硕士.
[33]王茂凤.离子液体电解质的制备及其在锂离子电池中的应用研究[D].天津大学,化学工程,2013,硕士.
[34]张太亮.小波变换用于NaI（T1）γ 能谱的降噪分析[D].兰州大学,核能与核技术工程（专业学位）,2013,硕士.
[35]苏斌.铬对颗粒化生物强化除磷（EBPR）系统影响机制研究[D].浙江工商大学,环境工程,2014,硕士.
[36]吴全立,王梦恕,董新平.盾构管片接头非线性转动刚度研究[J].土木工程学报,2014,04:109-114.
[37]李磊.基于规则引擎的健康评估系统的设计与实现[D].上海交通大学,软件工程,2013,硕士.
[38]杨金旭.不同血糖控制目标对肝胆胰术后应激性高血糖重症患者影响的研究[D].湖南师范大学,护理学,2013,硕士.
[39]张海勃.四种改良剂对Cd胁迫下马铃薯生长发育的影响[D].内蒙古农业大学,果树学,2013,硕士.
[40]孙科建.基于模式噪声一致性的视频取证技术研究[D].中国矿业大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[41]吕贵龙.风力发电机组安全防护监控技术研究[D].上海电力学院,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[42]车红敏.不同生活方式下的涉入与感知风险对使用意愿的影响研究[D].浙江大学,2007.
[43]时梦,周龙兵,阮健,郭剑波.4通径2D数字伺服阀的仿真及特性分析[J].流体传动与控制,2013,01:15-19+24.
[44]王秀珍.在课程改革背景下的教育硕士课程设置研究[D].西北师范大学,课程与教学论,2003,硕士.
[45]张燕.铜锰复合氧化物制备及其催化燃烧VOCs性能研究[D].浙江工业大学,2009.
[46]张倩.中央企业社会责任研究[D].云南大学,工商管理,2012,硕士.
[47]孙婷婷.邳州市高中美术欣赏课开展现状的调查研究与对策分析[D].扬州大学,学科教学,2011,硕士.
[48]党国举,王淼,王昭勍,李海燕,张全生.石墨烯修饰玻碳电极对多巴胺的电催化氧化[J].高等学校化学学报,2014,12:2680-2687.
[49]侯树刚.白三烯A4水解酶（LTA4H）基因多态性与缺血性脑卒中的相关性[D].青岛大学,神经病学,2013,硕士.
[50]许宇翔.基于DSP的数字阀控制器的研究[D].浙江工业大学,2008.