个电平变化信号，这些信号可以为单片机所识别。单片机通过检测即可测的对应频率。交流电流检测也是通过交流电流互感器得到幅值较小的电压信号，通过整流滤波后，得到直流电压信号。直流电压信号通过转换进入单片机进行数据处理后可得与原电流成比例的数字量。检测和控制电路如图所示。图频率检测电路图电流检测电路给异步电动机供电电压频率可调的主电路提供控制信号的回路，称为控制电路。如图所示，控制电路由以下电路组成频率电压的运算电路主电路的电压电流检测电路，电动机的速度检测电路，将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路。图在图点划线内，无速度检测电路，为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。电源方案设计采用单相桥式整流电路完成交流电变换成直流电任务。桥式整流电路优点是输出电压高，纹波电压较小，整流管所承受的闸管在触发信号的作用下动作，以发挥整流电路的整流作用。图电路结构设计框图主电路的设计电阻负载主电路主电路原理图如下图主电路整流电路参数的计算纯电阻负载时整流电压平均值为时，可见，角的移相范围为。向负载输出的直流电流平均值为流过晶闸管的电流平均值流过晶闸管的电流有效值为变压器二次侧电流有效值与输出直流电流有效值相等，为斩波电路分析设计总体电路框图电力电子器件在实际应用中，般是由控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断。来完成整个系统的功能。因此，个完整的降压斩波电路也应包括主电路，控制电路，驱动电路和保护电路这些环节。根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路控制电路驱动及保护电路，设计出降压斩波电路的结构框图如图所示。图电路框图在图结构框图中，控制电路是用来产生降压斩波电路的控制信号，控制电路产生的控制信号传到驱动电路，驱动电路把控制信号转换为加在控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。通过控制的开通和关断来控制降压斩波电路的主电路工作。保护电路是用来保护电路的，防止电路产生过电流过电压和欠电压等现象损害电路设备。降压斩波主电路在电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路称为主电路。降压斩波电路的主电路图如下图所示。它是种降压型变换器，其输出电压平均值，总是小于输入电压。该电路使用个全控型器件，为。在关断时，为了给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管。图降压斩波主电路图逆变电路分析设计逆变电路的作用是将直流电压转换成梯形脉冲波，经低通滤波器滤波后，从而使负载上得到的实际电压为正弦波，逆变电路是由个管组成的全桥式逆变电路组成，如图所示。图逆变电路当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。此外，逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种直流侧是电压源的称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的称频器直流侧电压为，其输出的相电压有和三种电平，这种电路就是三电平逆变电路，图所示就是二极管箝位型三电平逆变器主电路结构图。逆变器每个桥臂由两个串联和两个续流二极管反并联而成其中每两个中点通过箝位二极管与直流侧两个电容中点连接，并要求直流侧的两个电容。三电平电路与传统的两电平电路相比较优点有以下优点用两个串联使得每个开关器件承受的电压值为原来电压的半，并降低了开关频率比传统的两电平降低半，也得到了减小并降低了电机的绝缘性能要求输出由两电平变到三电平使电压变化减小和电流脉动减小。滤波电路基础滤波的基本概念滤波电路利用电抗性元件对交直流阻抗的不同，实现滤波。电容器对直流开路，对交流阻抗小，所以应该并联在负载两端。电感器对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量又可滤掉部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。电容滤波电路现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。电容滤波电路如图，在负载电阻上并联了个滤波电容。电容滤波电路滤波原理电路处于正半周，二极管导通，变压器次端电压给电容器充电。此时相当于并联在上，所以输出波形同，是正弦形。电容滤波波形图在刚过时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过时二极管仍然导通。在超过后的个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。所以，在到时刻，二极管导电，充电，按正弦规律变化到时刻二极管关断，按指数曲线下降，放电时间常数为。电容滤波过程见图。需要指出的是，当放电时间常数增加时，点要右移，点要左移，二极管关断时间加长，导通角减小，见曲线反之，减少时，导通角增加。显然，当很小，即很大时，电容滤波的效果不好，见图滤波曲线中的。反之，当很大，即很小时，尽管较小,仍很大,电容滤波的效果也很好，见滤波曲线中的。所以电容滤波适合输出电流较小的场合电容滤波的计算电容滤波的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅。般常采用以下近似估算法种是用锯齿波近似表示，即另种是在的条件下，近似认为。或者，电容滤波要获得较好的效果，工程上也通常应满足。外特性整流滤波电路中，输出直流电压随负载电流的变化关系曲线如图所示。整流滤波电路的外特性电感滤波电路利用储能元件电感器的电流不能突变的性质，把电感与整流电路的负载相串联，也可以起到滤波的作用。电感滤波电路当正半周时，导电，电感中的电流将滞后。当负半周时，电感中的电流将经由提供。因桥式电路的对称性，和电感中电流的连续性，四个二极管的导通角都是。波形图变频控制电路基础控制电路主要由单片机和检测电路构成。个单片机控制触发和关断，使输出为三相对称交流电。改变输出状态，改变输出电压频率。另个单片机完成频率设定同时完成对输出三相交流电的频率，电流测量。频率检测电路通过交流电流互感器得到小信号交流电然后经过阻容滤波后得到与原信号同频率的信号，再经过过零比较器后输出为规则变化的高低电平，即个周期有两为电机运行时输入输出变量的变化规律，总结出基于指令的条模糊规则，由模糊规则可列出模糊规则表，如表所示。系统在离线计算基础上，可建立模糊控制器查询表。计算出查询表后，将其事先存于计算机存储单元中，并编制个查找查询表的子程序。模糊规则表表电流计算和调节电流调节采用比例调节，公式如下式中为产生的的比较值为第次电流偏差为电流比例系数对无刷直流电机的控制，整个控制方案切实可行，适用于电动车的生产与应用。给定转速的仿真波形图实验波形图致谢感谢百度文库对这次论文的理论支持感谢曹波谢利理王博教授的论文参考参考文献张琛直流无刷电动机原理及应北京机械工业出版社，徐科军，张瀚，陈智渊原理与应用北京北京航空航天大学出版社，，系列的与外设张卫宁，译北京清华出版社，附录引脚图系统的软件设计在系统软件框架设计时，设置时基来调度所有的子程序。时基用定时器来实现，每个子程序都设置个计数值，定时器中断时，计数值加，达到计数值后置标志位。在主循环中，根据标志位执行该子程序。这样每个子程序都能够在确定时间间隔内执行次，确保子程序所占用的执行时间，保证了程序的可靠性。软件使用上位定时器作为时基，每产生次定时中断。根据不同实时性要求，设置每进行次采集，之后进行电流调节，每进行次转速计算，之后进行转速调节。将口设置为捕获口，每发生次脉冲跳变，就产生次中断，并在中断子程序中判断电机转动位置，调用换向程序。图示出主程序流程。程序流程图图实验结果与结论在实验平台上，以电机作为实验对向，给定转速为，并带有轻量负载，仿真波形如图所示，实验波形如图所示。图为安装在转子上的个传感器输入的位置检测波形。实验结果表明，系统能够较好地完成对无刷直流电动机非线性强耦合多变量以及传统控制方法难以进行优良控制的特点，采用了双闭环控制，以使系统更加稳定可靠驱动系统的硬件设计系统中的根据外设输入模拟和数字信号确定电机的运行状态和转动速度，通过改变波的占空比和功率管的导通顺序，达到控制电机的目的。并采集安装在电机电枢上的霍尔位置传感器发出的信号，对电机进行实时位置检测和速度计算。系统硬件框图如图所示。系统框图图控制电路设计系统以作为整个电动汽车驱动系统的核心。为位定点控制器，是目前数字控制器领域中最先进的处理器之，采样频率高达，大大提高了控制精度和芯片处理能力，其丰富的外设接口非常适用于运动控制领域。在系统中设置上的为通用定时器工作方式，为捕获工作方式。首先采集脚踏板信号，脚踏板类似于的电阻器，将电瓶电压分压后输入的采集口，将采集到的电压与预先设置的最大转速对应电压相比后，即口,以便能及时关闭波输出并使电机停止运转。滤波整形电路设计在实际应用中，霍尔位置传感器输出的电机位置信号往往抖动很大，需经过滤波整形再输入到捕获口。具体电路如图所示。设计中所用霍尔传感器输出的位置信号为电平，因此信号须经过电压转换再输入到口。霍尔电路图图系统的控制策略为使系统具有良好的调速性能，可将其设计为双闭环系统控制速度外环和电流内环，结构框图如图所示。为个电平变化信号，这些信号可以为单片机所识别。单片机通过检测即可测的对应频率。交流电流检测也是通过交流电流互感器得到幅值较小的电压信号，通过整流滤波后，得到直流电压信号。直流电压信号通过转换进入单片机进行数据处理后可得与原电流成比例的数字量。检测和控制电路如图所示。图频率检测电路图电流检测电路给异步电动机供电电压频率可调的主电路提供控制信号的回路，称为控制电路。如图所示，控制电路由以下电路组成频率电压的运算电路主电路的电压电流检测电路，电动机的速度检测电路，将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路。图在图点划线内，无速度检测电路，为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。电源方案设计采用单相桥式整流电路完成交流电变换成直流电任务。桥式整流电路优点是输出电压高，纹波电压较小，整流管所承受的闸管在触发信号的作用下动作，以发挥整流电路的整流作用。图电路结构设计框图主电路的设计电阻负载主电路主电路原理图如下图主电路整流电路参数的计算纯电阻负载时整流电压平均值为时，可见，角的移相范围为。向负载输出的直流电流平均值为流过晶闸管的电流平均值流过晶闸管的电流有效值为变压器二次侧电流有效值与输出直流电流有效值相等，为斩波电路分析设计总体电路框图电力电子器件在实际应用中，般是由控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断。来完成整个系统的功能。因此，个完整的降压斩波电路也应包括主电路，控制电路，驱动电路和保护电路这些环节。根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路控制电路驱动及保护电路，设计出降压斩波电路的结构框图如图所示。图电路框图在图结构框图中，控制电路是用来产生降压斩波电路的控制信号，控制电路产生的控制信号传到驱动电路，驱动电路把控制信号转换为加在控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。通过控制的开通和关断来控制降压斩波电路的主电路工作。保护电路是用来保护电路的，防止电路产生过电流过电压和欠电压等现象损害电路设备。降压斩波主电路在电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路称为主电路。降压斩波电路的主电路图如下图所示。它是种降压型变换器，其输出电压平均值，总是小于输入电压。该电路使用个全控型器件，为。在关断时，为了给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管。图降压斩波主电路图逆变电路分析设计逆变电路的作用是将直流电压转换成梯形脉冲波，经低通滤波器滤波后，从而使负载上得到的实际电压为正弦波，逆变电路是由个管组成的全桥式逆变电路组成，如图所示。图逆变电路当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。此外，逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种直流侧是电压源的称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的称