电动自行车驱动控制系统设计与实现

• 作 者: 杜永佳
• 出 处: 华中科技大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 数字信号控制器 同步换挡 电动自行车 无刷直流电机 效率

作为一种绿色环保的交通工具,电动自行车以其轻便灵活、价格适中的特点而得到人们的广泛使用,但当前的电动自行车普遍存在启动、加速性能差、启动电流大、电池寿命低和控制器容易损坏的缺点,当前这些缺点已经成为了电动自行车技术的瓶颈,严重影响了电动车产业的发展,本文在这一背景下,展开对电动自行车驱动技术的研究。本文分析了电动车行业的发展现状和遇到的瓶颈问题——动力性不足,效率低下,介绍了电动车的驱动方式,并对各种驱动方式的优缺点进行了深入分析,提出了同步换挡控制策略来提高整车的动力性和效率,并对该驱动方式下的效率进行了深入研究。为了实现同步换挡,本文对该系统的被控对象无刷直流电机及其数学模型进行了分析,给出了比较实用的抑制脉动转矩的方法,为实现换挡做好准备。然后,详细介绍了换挡电动车控制系统的机械结构,并结合电机的效率特性和换挡机械结构的减速增扭特性,以整车最大动力性和最高效率为目标,制定了换挡规律和换挡依据,然后结合本系统实际情况,确定了换挡参数的阈值。最后,本文以DSPIC33FJ32MC204为控制核心搭建了系统软硬件实验平台,实现了上述换挡过程。其硬件部分由电源电路、逆变电路、驱动电路以及信号采集电路组成;软件部分主要由初始化模块、开机自检模块、主驱动模块、保护模块和附加模块等构成。最后本文通过实际应用测试,修改了换挡阈值并实现了最优化控制。