【毕业论文】多用途喷药小车的调速装置毕业设计说明书

功率集成电路，的出现是电力电子器件发展的第四次突破，它实现了电力电子技术和微电子技术的结合以及动力信息体化，将电动机控制技术推向了个新时代。

自问世以来，晶闸管的功率容量己提高了倍。

电力电子器件的个新的发展动向是电力电子器件向集成化智能化方向发展。

智能功率模块，是电力电子器件向第四代功率集成电路发展的过渡产品，它是微电子技术和电力电子技术相结合的产物。

功率集成电路不仅具有定的功率输出能力，而且具有逻辑控制传感检测保护和自诊断功能。

功率集成电路内集成有驱动电路保护电路，可实现过电流短路欠压和过压等保护功能。

外界只需提供信号，智能功率模块就可以实现以往复杂的主电路及其外围电路的功能。

可以预期，新的更高性能的电力电子器件还会出现，已有的各代电力电子器件的性能还会不断地改进和提高。

微机控制电动机技术的发展微型计算机应用的普及，为电动机控制实现数字化高性能化和网络化创造了条件。

目前除采用各类单片微机作为数字控制器核心外，数字信号处理器已展现出越来越大的优势。

借助于数字和网络技术，智能控制已深入到电动机控制系统的各个方面。

基于现代控制理论的控制方法建立在对象精确的数学模型之上，需要传感器观察器，结构复杂，无法摆脱系统非线性和参数变化的影响。

智能控制无需对象的精确数学模型并具有较强的鲁棒性，近年已被陆续引入电动机的控制之中，使电动机控制朝着智能化控制方向发展。

微机控制电动机的特点与连续控制相比较，电动机数字控制有如下主要特点控制系统集成度高，硬件电路单，可靠性高，可重复性好。

台微机可以为多个控制回路服务，完成较多的控制功能。

中国地质大学长城学院届毕业设计对于不同的控制算法和要求，般不必改变系统的硬件，只需按新的控制算法编制新程序即可。

借助些人机界面设备可实现对系统运行状态的监控预警故障诊断等功能借助处理器的通讯功能可实现与上位机的通讯借助现场总线技术可实现底层控制设备的联网，因而能方便地实现高复杂度的多机协同工作。

计算机运算速度快，精度高，具有逻辑判断能力，且具有大容量的存储单元，因此有能力实现复杂的控制规律，以达到较高的控制质量。

数字量的运算不会出现模拟电路中的零点漂移问题，容易保证足够的控制精度。

由于微机控制电动机有上述特点，所以微机控制电动机的理论及应用得到迅速地发展，成为运动控制系统的发展方向之。

本课题的主要任务现代电动车是融合了电力电子机械控制材料科学以及化工技术等多种高新技术的综合产品。

整体的运行性能经济性等首先取决于电池系统和电机驱动控制系统。

电动车的电机驱动系统般由个主要部分组成，即控制器功率变换器电动机及传感器。

目前电动车中使用的电动机般有直流电动机感应电动机开关磁阻电动机以及永磁无刷电动机等。

本论文主要内容包括根据永磁无刷直流电动机的特性实施脉宽控制，检测直流无刷电机运转时产生的反电势来确定转子的位置，从而确定换向点和换向时刻。

利用液晶技术，设计出电动小车的运行过程中的参数显示系统。

实验计算分析结果得出结论。

喷药小车电动机的研究在所有已有的电动机中，综合性能最好的是直流电动机。

过去开发的电动车主要采用有刷直流电动机，有刷直流电动机系统调速方便，改变其输入电压或励磁电流就可对其转矩实现的控制，进行平滑的调速，所以有刷直流电动机调速系统具有良好的动态特性和调速品质。

但是有刷直流电动机系统由于电刷和换向器的存在而导致以下两方面缺点第，必须进行经常性的维修和保养第二，无法实现高速大容量。

这两方面的缺点使其在电动车驱动系统中的应用受到了限制。

而无刷直流电动机则克服了有刷直流电动机的缺点，它既有有刷直流电动机的优越的性能，又依靠电子换向，免去了机械式电刷和换向器。

本系统选用无刷直流电动机。

无刷直流电动机，就其基本结构而言，可以认为是台有电子开关线路永磁式同步电动机以及位置传感器三者组成的电动机系统。

它借助反映转子位置的位置信号，通过驱动控制电路，驱动逆变电路的功率开关元件，使电枢绕组依定次序馈电，从而在气隙中产生步进式旋转磁场，拖动永磁转子旋转。

随着转子的转动，中国地质大学长城学院届毕业设计转子位置信号依定规律变化，从而改变电枢绕组的通电状态，实现无刷直流电动机的机械能量转换。

电动小车对电动机的基本要求电动小车的运行，与般的工业应用不同，非常复杂。

因此，对驱动系统的要求是很高的。

电动小车用电动机应具有瞬时功率大，过载能力强过载系数应为，加速性能好，使用寿命长的特点。

电动小车用电动机应具有宽广的调速范围，包括恒转矩区和恒功率区。

在恒转矩区，要的转速电流等反馈信号进行采样计算逻辑判断，按规定的控制算法进行数值计算，输出各种控制信号，以及对突然出现的故障报警和处理等。

上述各种处理，若超过规定的时间，便失去了实时控制的意义。

可靠性。

可靠性通常包括正确性和健壮性这两个相互补充的方面。

正确性是指软件系统本身没有，能够在预期的环境中完成期望的功能。

健壮性是指当系统遇到意外情况时能按种预定的方式作出适当的处理，并能及时通知管理人员请求人工干预，事后从故障状态恢复到正常状态比较容易，所以健壮的系统应能避免出现灾难性后果。

可维护性。

在软件运行期中，对软件所作的各种修正性完善性和适应性修改总称为维护。

个高质量的软件，都不是次设计和调试完成的。

软件的设计过程般是边设计，边调试，经过多次修改和完善，最终才能满足所要求的功能和特性。

软件在设计完成之后，在运行阶段尚需不断修正，因为软件虽经测试但不可避免地隐含着各种，这些图欠压保护电路中国地质大学长城学院届毕业设计在软件运行阶段才会逐步暴露出来，因而要进行排错。

软件在运行阶段往往还需作适应性修改，因为计算机发展迅速，般在年内，硬件或软件就会有更新换代的新产品，于是应用软件系统也需要作相应的调整或移植。

因此，在软件设计过程中，要遵守软件的设计规则，使软件具有良好的结构，以便软件的维护。

综上所述，电动机控制系统软件的设计应符合实时性可靠性和可维护性等方面的要求。

为了保证软件的质量，在开发过程中，就应该采取多种有效的技术和质量保证措施。

系统主程序结构主程序流程主程序主要完成全局变量的定义各模块的初始化电机初始位置的检测上电自检防飞车保护以及速度电流双闭环的计算，主程序的流程图如图所示。

定时中断服务程序流程图定时中断服务程序流程图主程序的流程图中国地质大学长城学院届毕业设计中断服务程序流程电机控制程序设计速度调节程序速度调节的软件控制流程如图所示，大体过程是在主程序中循环检测是否需要进图中断服务程序流程图速度调节流程中国地质大学长城学院届毕业设计行速度调节，若是刚启动第次循环则必须进行速度调节。

如果不进行速度调节，那就直接进行电流调节，进行下次循环。

速度的具体调节流程为进入速度调节以后首先调用定时中断程序计算得到的当前电机的实际转速，然后用设定转速和实际转速相减得到偏差，如果，则执行模糊控制如果偏差小于等于则执行控制，接着把赋给，为下次运算做准备，接着给控制量加上由调节出的增量作为新的控制量。

把速度调节输出出的控制量作为电流调节的给定量，进行电流调节。

电流调节程序电流调节的流程图如图所示，调节的过程是进入电流调节以后，首先对采样到的电流值进行中值滤波，得到当前电流的实际值，接着计算理想电流由速度调节得到和的偏差，根据增量式算法求得控制量的，为了使系统调速平稳还要对进行判断，使每次控制量的增量不能大于ε，然后把当前的控制量和本次计算得到的增量相加得到新的控制量。

控制量的值直接赋给单片机的片内产生器的相位比较寄存器，以此来控制产生的波的占空比，进行速度的调节。

为了使系统安全运行设置了控制量得上限，为了使系统能顺利启动设置了控制量得下限。

电流的准确测量是电流调节的基础条件，无刷直流电动机控制系统的直流母线电流不是连续的，且电流还有建立稳定和关断三个阶段，所以给电流准确测量带来了难度。

本系统利用波形发生器的中断进行电流采样，正好在波的有效电平正中产生中断，此时正好是母线电流的稳定阶段，测到的电流可以很好的反映电动机的实际运行状态。

每个周期中断响应次，采样电流次，由于中断响应比较频繁，所以不要在此中断中安排太多语句。

软件抗干扰设计图电流调节流程中国地质大学长城学院届毕业设计电动小车车在实际路况骑行时，控制器会不可避免的受到来自电机和周围环境的干扰，为了确保应用程序按设计有序的运行，软件设计中必须有防干扰措施，以提高系统的可靠性。

中国地质大学长城学院届毕业设计结论电动喷药小车因其轻便灵活节能环保可以得到广泛应用，给农民在进行农业生产带来了极大方便随着电动小车的大面积普及，电动车产业在近十几年也得到长足的发展，各厂商都不惜投入巨资开发新型产品，抢占市场。

电动小车以无刷直流电动机为驱动动力，实质为个电力传动系统，其控制大脑就是电动小车的控制器，控制器的性能好坏直接关系到整车的性能。

本文根据电动小车调速装置系统的要求，本文以有刷直流电动机控制系统为研究对象，论文详细研究了无刷直流电动机的工作原理与控制策，经过对被控对象特性分析软硬件开发及系统组装，最终完成了系统初步开发成型。

在系统设计过程中，取得了些有意义的和有创新性的成果研究了有刷直流电动机的结构及运行特性，建立了有刷直流电动机的数学模型研究了电流检测速度检测的控制特性。

抗干扰能力强，软件抗干扰是被动措施，而硬件抗干扰是主动措施，只要认真分析系统所处环境的干扰来源以及传播途径，采用两者相结合的方法，就能保证系统长期稳定可靠地运行。

充分使用单片机程序控制，集成控制系统，各类传感器，用简单的元件达到理想的设计效果。

设计中所运用的知识大多来自现实，电动自行车电动三轮车甚至电动汽车都为本设计提供了很好的知识范畴。

便于设计人员的理解与运用。

虽然，在研究过程当中克服了很多困难，解决了不少实际问题，但由于个人能力有限，本研究只处在初级阶段，系统中仍有许多可改进之处，要成为产品，还有定的距离，还需要进步的研究和完善。

农业用电动小车作为个新兴产业，在未来几年内将得到进步的发展和壮大，电动小车控制器作为电动小车的关键部件，同样会跟随电动小车的发展而取得长足的进步，设计将更加具有人性化，功能更能人们的需求。

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