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导通时间对应于转子旋转电角度。

无刷直流电动机的这种工作方式叫两相导通星型三相六状态，这是无刷直流电动机最常用的种工作方式。

由于通电相发生了变化，使定子磁场方向也发生了变化，与转子永磁磁场相互作用，仍然会产生与前面过程同样大的转矩，推动转子继续逆时针转动。

如此循环下去，电动机就转动起来了。

供电电源电路需要两路供电电源内核和外围设备。

其供电芯片采用公司的电源管理芯片。

采用结构，输出电压跌落小且与输出电流成正比，静态电流小且与负载无关。

还具有内部电流限制和热保护的特点，输出电流限制约为。

内部比较器可以对稳压器的输出电压进行监控，以检测稳定输出电压的欠压状况。

电源电平转换电路如图所示，图中的通道输出供给内核，通道输出供给外围设备。

西安交通大学城市学院毕业设计论文图电源电平转换电路图上电和下电时序上电时序如图是先外围设备后内核，为保证上电的时序，通道的输出使能端接三极管的集电极，当通道输出电压，经电阻和分压，驱动，有效，从而通道才能输出，上电时序图如下所示。

上电时，通道需要在通道输出电压高于才能有电压输出，并复位引脚必须在通道输出电压达到后数毫秒才可由低变高。

下电时序为先外围设备后内核，下电时序图如图所示。

当通道电压低于时引脚变为低，在通道电压低于前保证引脚已变为低电平。

驱动电路合理的驱动电路对功率器件的安全工作及整个系统的稳定运行至关重要。

驱动电路图如图所示，和分别接至功率管的栅极和源极。

驱动芯片采用带光耦隔离的专用驱动芯片，为保证功率管可靠关断，无刷直流电机调速系统硬件设计抑制引起的误触发，采用稳压管，使其获得左右的关断电压。

功率管的栅极串联电阻，用来抑制控制脉冲的前后沿坡度和防止振荡，并通过高速二极管来加速功率管的反向关断。

栅源极最近处并联，抑制功率管误导通。

若控制板输出信号为高电平，则前级驱动三极管导通，同时输出电压，功率管栅源极电压为，满足功率管开通条件若控制板输出信号为低电平，则三极管关断，同时输出，功率管栅源极电压为，加速功率管关断。

图驱动电路的引脚的驱动能力小，不能满足图中对驱动信号的要求，因此，需要设置接口电路。

接口电路如图所示，主要采用双轨供电的芯片，该芯片的口采用供电，和的引脚直接连接口采用供电，可以为前级驱动三级管提供驱动信号。

由于三极管驱动信号为高电平时功率管开通，电路中设置下拉电阻来保证三极管的驱动信号在控制系统未正常运行前为低电平，以防功率桥发生直通现象。

西安交通大学城市学院毕业设计论文图接口电路串行接口电路串行通信接口是采用双线通信的异步串行通信接口，为了减少串行通信接口通信时的开销，的串口支持级接受和发送。

模块采用标准非归零数据格式，可以与或其他通信数据格式兼容的异步外设进行数字通信。

模块的接受器和发送器是双缓冲的，每个都由它单独的使能和中断标志位。

两者可以单独工作，或者在双工方式下同时工作。

使用奇偶效验，超时，帧出错检测确保数据的正确传输。

采用上位机和串口通信，可以实时发送给电机的参考转速，控制电机的正反转，电机的升速，降速和稳速。

电路图如图所示，该电路采用符合标准的驱动芯片进行串行通信。

芯片功耗低，集成度高，供电，具有两个接受和发送通道。

由于采用供电，所以在和之间必须加电平转换电路，选取合适的电阻降压，把降到。

如前文的电平转换电路无刷直流电机调速系统硬件设计图串行通信接口电路图电流检测电路本课题选用电流传感器来检测电机相电流，实验中选用了瑞士莱姆公司的型号为的电流传感器。

这种霍尔传感器的优势在于出色的精度良好的线性度低温漂较短的反应时间宽频带无插入损失抗干扰能力以及电流过载能力强。

型霍尔电流传感器的典型连接如图所示，型霍尔电流传感器使用供电，检测端接个检测电阻，检测信号就是取自这个检测电阻上的压降。

这样电流信号就转化为电压信号了，们的日常生活之中。

由于无刷直流电动机既具备交流电动机的结构简单运行可靠维护方便等系列优点，又具备直流电动机的运行效率高励磁损耗小以及调速性能好等诸多特点，使它经出现就以极快的速度发展和普及。

目前，无刷直流电动机己广泛应用在数控机床机器人仪器仪表汽车计算机外围设备等方面和领域。

在驱动控制系统中，无刷直流电动机与其它类型电动机相比有许多突出的优点动态响应快控制性能好体积小，重量轻节能容量大转速高，换向方便简单不会产生失步现象。

因此，对无刷直流电动机的应用研究是很有实际意义的。

本课题针对无刷直流电动机调速系统进行研究，既有电机调速系统的实现方法，又有对控制算法的探讨。

现将本文的主要内容总结如下详细介绍了无刷直流电动机的工作原理与运行特性，建立了无刷直流电动机调速系统的数学模型，对调速系统的控制方案进行了详细分析，为系统的硬件实现奠定了基础。

通过对实际电机的仔细分析，利用主控制芯片，结合功率转换模块，完成了无刷直流电动机调速系统的设计，实现了对电机的实时控制。

以芯片为核心，设计了主控制单元，实现了对无刷直流电动机调速系统的网络控制。

针对存在各种随机干扰的无刷直流电动机调速系统，采用闭环算法，给出了种具有自适应补偿的反馈控制方案。

该方案对多种系统干扰具有较强的抑制能力。

本课题在无刷直流电动机调速系统的控制策略和硬件实现方面作了些工作，但该系统是个复杂的系统，涉及到许多方面的问题，由于本人时间和能力的限制，还有许多问题有待深入地研究和思考。

由于的主频较小，在复杂算法的实现上还存在着定的困难，整个硬件系统的抗扰性和稳定性还需要进步增强。

系统的集成度也需要进步提高。

在控制策略方面，针对非线性和不确定性的问题，闭环控制方案还存在不能准确实时的控制，由于定的延时，如何在实时控制中取得满意的效果，还有许多工作要做。

无刷直流电动机的转矩脉动也是个主要的问题。

如何通过控制策略抑西安交通大学城市学院毕业设计论文制转矩脉动，还没有比较成熟的方案。

虽然无刷直流电动机调速系统还存在着许多问题，但随着新材料和新技术的不断进步，相信无刷直流电动机调速系统的应用将越来越广泛，进步改善和方便人们的生活。

致谢致谢我的毕业论文的完成是基于我的导师老师的亲切关怀和悉心指导，从初稿的起草到最终论文的完成，王老师直给予我认真的指导和不懈的支持，尤其是在论文将要定稿的阶段，我深切的体会到王老师严谨的治学风格和作为名人民教师的宽厚博爱。

在此谨向王老师致以最崇高的敬意和发自内心的谢意。

在即将毕业的时刻，借此机会向这四年学习中给予我诸多帮助的老师表示由衷的谢意，感谢他们四年来的教导和培养。

在今后的工作学习中定铭记老师的教导，认真学习，踏实做人，乐观积极的生活。

同时我还要感谢在我写作过程中给予我帮助的同学和前辈，他们的文章资料给予了我很多灵感和启示。

同时还得感谢我的挚友正是他们的帮助和支持才能使我克服系列的困难和疑惑，直到本文的顺利完成。

在完成毕业论文的这段时间里，对于大家的帮助和支持，再次表示深深地感谢，西安交通大学城市学院毕业设计论文参考文献参考文献刘刚，王志强，房建成，永磁无刷直流电机控制技术与应用机械工业出版社谭建成，永磁无刷直流电机技术机械工业出版社史步海，张选正，特种电动机调速控制技术及应用华南理工大学出版社张卫宁，系列原理及应用国防工业出版社阮毅，陈伯时，电力拖动自动控制系统运动控制系统机械工业出版社高涛，陆丽娜，语言程序设计西安交通大学出版阎治安，崔新艺，苏少平，电机学西安交通大学出版权东，高性能无刷直流电机调速系统设计网上资料，基于无刷直流电机调速系统的设计等王晓明王玲，电动机的控制北京北京航空航天大学出版社许科军等，原理与应用北京北京航空航天大学出版社申忠如，郭福田，丁晖现代测试技术与系统设计西安西安交通大学出版社，王念旭等，基础与应用系统设计北京北京航空航天大学出版社张克农等，数字电子技术基础，北京高等教育出版社，刘君华，现代检测技术与测试系统设计，西安西安交通大学出版社，从望，郭镇明，电机学哈尔滨哈尔滨工程大学出他们之间存在个比率关系。

电流检测信号是用来反馈给用做电流调节二是用来实现过流保护功能。

西安交通大学城市学院毕业设计论文图霍尔电流传感器典型电路图图电流检测信号调理电路经过霍尔电流传感器，需要检测的电流信号按比例转换为电压信号，为了防止后续电路对这个电压检测信号的干扰，系统利用运算放大器虚短和虚断的原理设计了电压跟随器。

电压跟随器输入阻抗无穷大，检测得到的电压信号经过电压跟随器，不仅电压值保持不变，而且还不受后续电路的影响。

采样得到的电压值需要经过定的缩放，因此要使用运算放大器来实现。

图中，通过调节即可调节的转换模块输入引脚的值，设定电流最大值后，使得此时为，的值就这样确定了。

右面个其实是个反相器。

两个二极管构成个钳位电路，保证了芯片的安全。

无刷直流电机调速系统软件设计无刷直流电机调速系统软件设计软件整体设计本课题的无刷直流电机调速系统软件主体包括四大部分系统初始化程序主控制程序控制程序中断服务程序。

系统软件结构框图如图所示。

图系统软件结构框图本课题软件系统采用模块化，自上而下的设计方案。

系统软件的整体流程如图图所示。

西安交通大学城市学院毕业设计论文图系统主流程图系统初始化程序负责完成的初始化运行环境的定义等工作。

首先初始化，配置所要用到的寄存器，定义并初始化变量。

主控制程序控制并检测整个系统的运行，接收检测到的信号，并传递给控制装置，完成系统的调速。

控制程序负责检测控制通信接口及接收人工检测信号。

中断服务程序中，首先读取电流电压值，判断是否有过压过流发生，若有则中断服务，若没有则进行转速调节和电流的控制。

系统软件的整体流程图如图所示。

系统的初始化程序设计系统初始化程序主要对进行必要的初始化设置，经初始化设置后