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41009字硕士毕业论文基于PIC单片机的电动摩托车管理系统的研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:41009字
论点:转子,电路,绕组
论文概述:

本文是单片机论文,主要论述了大量的理论分析之后,本着可靠性和实用性的原则,完成了电动摩托车用控制系统样机的设计。对控制系统的软、硬件进行了设计与调试。实验结果表明,本系统

论文正文:

第一章导言

1.1导言
能源短缺已成为一个全球性问题。石油主宰着各种能源,运输在石油消费市场中占有很大份额。该公司曾预测,以目前的开采速度,可用的石化能源只能开采多年。中国的能源形势更加严峻。自20世纪以来,作为世界第五大石油生产国,石油消费的高增长和产量的低增长导致国内石油供应短缺和石油净进口的大幅增加。自那以后,中国的石油一直依赖进口。现在,随着汽车保有量的增加,中国的能源结构越来越紧张,严重影响了中国工业的发展,甚至国民经济的稳定。随着环境污染的加剧和能源供应的日益短缺,我们应该通过寻找低排放技术和可再生能源来积极发展。为了顺应时代潮流,一些使用新能源的替代燃料或交通工具已经出现并逐渐发展起来。由于中国人口众多,道路规划和建设不完善,经济条件有限,汽车无法在大多数地区普及。随着供电技术的快速发展,以电池为能源的电动摩托车得到了广泛的应用。电动摩托车是名副其实的绿色环保交通工具。它具有重量轻、噪音低、无污染、价格低廉的综合优点。它不仅可以作为上班族的通勤工具,也可以作为中老年人的休闲工具。它有助于节约能源,为社会环境保护树立了良好的榜样。对于一个大力提倡“资源节约型、环境友好型”的社会来说,它无疑是一种具有广阔市场前景的交通工具。

1.2发展状况
电动汽车在中国北京、天津、武汉、深圳等地进行了开发,新能源汽车进行了小规模示范和运行试验。然而,由于投资和人力有限,研究停滞不前。年,电动汽车被正式列入国家重大科技研究项目。地方政府、科研院所及相关企业也积极投入大量人力、物力和财力开发各种样车及相关技术,中国电动汽车技术水平取得显著进步。此后,“九五”和“十五”期间,电动汽车的发展被列入“计划”。年,国家汽车标准化技术委员会成立了电动汽车标准化分技术委员会。年,政府启动了相关重大科技项目,加快了中国电动汽车技术的全球化进程和产业化进程。
……

第二章无刷DC电机的结构和原理

2.1无刷DC电机的结构
电机本体结构类似永磁同步电机,由定子和转子组成。所有电机的定子结构都是固定的。多个对称绕组连接到逆变器开关管的开关管。对称绕组嵌入铁芯中。有两种连接模式:星形连接和三角形连接。在电机运行过程中,定子绕组在能量转换部分起着重要作用。设计绕组时,应考虑结构和是否能产生足够的磁动势。转子的作用是产生转矩,转矩由定子绕组和通电后转子产生的磁场相互作用形成。它由三部分组成:永磁体、支撑部分和磁化器。永磁体和磁化器由永磁材料和导磁材料制成,它们是形成磁场的核心部件。它可以分为三种类型:突出型、嵌入型和插件型。①突出的转子结构能显著提高系统性能,易于实现优化设计。(2)嵌入式转子结构牢固,不受离心力作用。电机的功率密度可以通过利用其不对称结构形成的转矩来提高。(3)插入式结构的永磁电机可以扩大电机的运行范围和调速范围,提高电机的过载能力,但需要采取相应的磁隔离措施,避免大量漏磁,从而增加电机的成本和制造工艺。

2.2无刷DC电机的工作原理
电机通电后,带电相定子绕组形成的电流将作用于转子磁场产生转矩,从而驱动转子运动。此时,转子位置传感器检测转子磁钢的位置(处于变化状态)。通过逻辑变换,产生驱动信号控制功率管的通断,电枢绕组逐渐通电,从而在定子上产生旋转磁场,推动定子旋转。随着转子的不断旋转,位置传感器不断发出信号,控制器判断这些信号以输出驱动信号。驱动信号控制功率管的开关,并通过不改变导体中的电流来实现电机的相变。

第三章控制方案研究……13
3.1技术要求……13
3.2总体设计方案...................13
第四章系统硬件设计...................18
4.1主控制模块……18
4.2主控制模块19
第五章系统软件设计……26
5.1总体软件设计...................26
5.2主程序模块……26

第六章系统调试和运行分析

6.1软件调试
调试模数转换模块。逐个调试每个通道,首先将通道号设置为,并将电压连接到通道号。调用模数转换子程序,执行程序,读取单片机的输出,判断是否与理论值相同。其他通道的调试方法相似。调试波形输出模块时,使用示波器观察其是否正确。在调试保护电路模块时,在调试逻辑保护电路模块时,定义不同的端口输出值,监测通过逻辑保护电路的信号,当信号到达逆变电路时,观察观察到的信号值是否与理论值一致。

6.2车辆调试
分析:控制系统采用控制方式,即上桥臂由输出波控制,下桥臂处于连续导通状态,换向通过控制开关管的导通时间来通知,因为输出波是方波信号,其空的比值是高电平保持时间与波周期的比值, 即波形的平均电压与最大电压的比率,并且因为无刷DC电机通过电压改变转速,所以调整后的比率空分析图和图表的高电平时间非常短,换向周期中的比率空非常小,并且此时的速度非常低,这是初始启动阶段。 在加速阶段,比率空增加,即黑色部分越来越密集,这意味着速度越来越高。当达到最高速度运行时,比率空最大,黑色区域的颜色不是空白色,表示全速运行。
……

第七章总结与展望

经过大量的理论分析,本文基于可靠性和实用性的原则完成了电动摩托车控制系统的原型设计。设计并调试了控制系统的软硬件。实验结果表明,该系统能够很好地完成电动摩托车的调速、恒速、制动和欠压过流保护功能。论文的主要研究内容总结如下:(1)理论研究:研究了无刷DC电机的工作原理,比较了无传感器和无传感器的检测方法。分析了速度和电流双闭环系统的工作原理,研究了控制算法的相关理论。介绍并比较了不同的调制方法。给出了系统实现所需的主控芯片的特点。⑵系统的实现:根据设计要求和可靠性、可行性要求,在理论研究的基础上,对控制系统进行软硬件设计。硬件电路主要包括:由外围电源电路组成的主控电路;电流检测电路、位置检测电路和转速输入电路用于输入信号等;输出电路由逆变电路和驱动电路组成,保护电路由欠压、过流、制动、报警等组成。软件部分主要分为模块,给出系统的流程图并编写相应的程序。

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参考文献(省略)