基于新型单片机的无刷直流电机控制系统.pdf

匡亘垂霾雯垂雯受垂旦竭 控制系统 文章编号：1008-0570(2008)05—1-0015-02 基于新型单片机的无刷直流电机控制系统 Control ofBLDCMotorBasedonNewMCU System (中国科学院电工研究所)马新 张一鸣 MAXinZHANG Yi-ming 摘要：本文介绍了ATmegal28单片机的基本功能，设计了以其为核心的永磁无刷直流电动机控制系统。充分利用它运算速 度快、片内外设丰富的特点，采用PWM方式，实现对无刷直流电动机的位置与速度控制，并给出了总体设计方案和相应的 软件策略。 关键词：无刷直流电动机；ATmegal28单片机；PWM控制 中图分类号：TM33 文献标识码：A Abstract：Thisintroducesthebasiccharacteristicsofthe novelBLDCmotorcontrol basedon paper ATmegal28．A system ATmegal28 is is utilizedwhichhasthe ofrich interfaceandfast designed．TheATmegal28fully performanceperipheral operationalspeed．By and controlofBLDCmotorare theoverall andsoftware usingPWM，thespeedposition realized，includingdesignplan strategy． Words：BLDC control Key motor；ATmegal28；PWM 1引言 3电机控制系统总体方案设计 传统的无刷直流电动机控制系统一般由分立的模拟器件 基于ATmegal28单片机的无刷直流电动机控制系统的主 构成。模拟控制系统使用方便，价格便宜，应用广泛。但是，模拟 要组成部分：接口电路、功率驱动电路、三相MOSFET逆变器、 器件也有本质的缺陷：元器件特征参数受温度影响；器件的老 位置电流检测电路、保护电路、显示电路、通讯接口以及逻辑控 化：不便于维护、无法升级。随着微处理器性能的不断提高．以 制电路等．控制系统如图1所示： 其为核心的数字控制系统正逐渐应用于无刷直流电动机的控 交流输入经过整流、滤波、稳压为逆变器提供直流电源。也 制，并取得了非常好的效果。它终将取代模拟控制系统。AT_可以用蓄电池提供直流电源(比如：各种小型电动车)。速度给定 megal28单片机是ATMEL公司研发出的增强型内置Rash的是一模拟信号，经单片机MD转换为数字速度给定信号。根据 软件算法，产生与之相应的一定占空比的PWM脉冲信号。经过 精简指令集CPU(RISC)高性能低功耗CMOS微处理器。它片内 集成了丰富的外设。大大简化了控制系统的硬件电路．提高了 功率驱动电路放大后控制逆变器MOSFET的开关时间。实现对 系统的性能，能满足电机控制系统的要求。本文探讨了无刷直 无刷直流电动机的控制。发生故障时，通过保护电路可以封锁 流电动机的ATmegal28单片机控制系统和无刷直流电动机的PWM输出，起到了保护系统的作用。 控制策略。 2ATmegal28单片机 为了得到最大程度的性能以及并行性，ATmegal28单片机 采用了哈佛(Harvard)结构．流水线操作，具有独立的数据和程 序总线；采用高效的精简指令集，又可预取指令，大大提高了指 令的执行速度(1MIPS／MHz)和系统的实时性。