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无刷直流电机非线性双模切换控制的研究

无刷直流电动机既有交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等特点，双模控制板制造公司，又有直流电机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等特点，且控制方法灵活多变，因此得到越来越广泛的应用。控制精度、稳定性和抗干扰能力是衡量系统整体性能高低的重要因素，而要使系统有较高的控制精度、稳定性和较强的抗干扰能力，控制方法的选择至关重要。为了进一步优化电机的控制性能，有必要设计合适的控制器且优化控制器参数。 在工业生产过程中，PID控制是迄今为止应用***广泛的一种控制算法。传统的PID控制算法简单、鲁棒性好和可靠性高，适用于可建立j确数学模型的确定性控制系统。但是，在现代工业生产过程中，经常会遇到时滞环节，而时滞的存在严重影响了系统的稳定性，导致系统的超调量变大，调节时间变长，甚至出现振荡、发散，从而使得系统的动态品质大大下降。对于无刷直流电动机是一个多变量、非线性、时变、强耦合的复杂系统，如果仍然使用常规的PID控制器，则较难整定PID参数，从而难以满足动态响应及高性能、高精度的要求。针对这一问题，本文设计了一种双模切换控制器，即模糊PID控制和滑模变结构控制相结合的智能控制方法。这种控制方式，在实现减少抖振的同时，不仅对模型的不确定性和外部扰动具有较强的鲁棒性，而且具有快速收敛性和高稳速控制精度，能够满足无刷直流电机的控制要求。 ***后，用TMS320LF2407A DSP对电机的调速系统进行设计，包括系统的硬件和软件设计。同时在Matlab/Simulink平台上进行仿真，仿真结果不但验证了这种双模切换控制器的控制性能比PID控制强，而且具有快速响应、低超调和良好的稳定性，表明本文提出的方案是可行的，控制器设计合理，具有一定实用价值。

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“精细数码双模控制器”的技术和功能演进

基于一代“传统双模控制器 ”的理论和实践，第二代“精细数码双模控制器”在全m继承“传统双模控制器”的技术和功能特点基础上，又做了如下的技术演进：

1、在相序识别过程中，设置了一个进入有霍尔状态的门槛：用学习线进行自学习（或其他方法不用学习线进行自动学习）时，“电机转动2秒后停止”设定为已进入有霍尔状态，“一直转动不停”设定为在无霍尔状态。这样控制器装配时，可以准确判断是电机霍尔问题还是其他问题引起的骑行效果不佳，大大减少误判。

2、引入欠压降流技术：当电池电压不足又没到欠压保护时，如果持续用大电流输出，电池内阻以及线阻会产生比较大的压降，导致控制器马上欠压保护。针对这种情况，我们的控制器在电池电压小于某个时，限流值会随着电池电压降低而减小，因此控制器能够继续以小电流形式运行，有效的提升了电动车的续行里程。当电池电压小于欠压保护点后，就关断输出，双模控制板批发，保护电池。

3、数字化的无霍尔位置采集电路：目前的“传统双模控制器”普遍采用4比较器处理电机无霍尔状态（通过反电动势的频率来实现硬件移相功能），外置Lm339硬件移相存在电路复杂、对维修人员的要求较高、很难降低生产与维修成本等缺点。而且Lm339是高增益，宽频带器件，象大多数比较器一样，如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合，则很容易产生振荡。在设计PCB时，由于受电动车控制器PCB板有效面积的限制，不可能完全消除寄生电容耦合，所以用Lm339做无霍尔换相识别的电动车控制器很容易产生自激震荡。一旦发生，轻则控制器进入过流保护状态，重则功率管全部损坏，所以采用Lm339进行换相识别的控制器无论是在生产环节还是应用环节都存在很大的风险。第二代“精细数码双模控制器”在处理电机无霍尔状态时利用其内部强大的AD功能，根据采样电机反电势信号，并通过除法取得中点信号，***后软件模拟出外部比较器的输出信号，实现电路的大大简化，双模控制板经销，由原先常规的几十个器件减少到9件器件(三个电容，六个电阻)。通过模拟电路数字化改造，降低了返修率、提高了生产、维修效率。

4、数字化的稳压电源电路:***代“传统双模控制器”普遍采用以Lm317为核心部件的稳压电源，四川双模控制板，当电机霍尔、转把、助力等 5V对地发生短路时，由于没有过载关断电路，时间一长常常会引起稳压线路中的功率电阻过热脱落、造成控制器故障。第二代“精细数码双模控制器”稳压电源部分采用了数字开关电路，具有过载关断功能，转把、助力 5V短路时自动保护不会引起功率电阻过热脱落，排除 5V短路故障后控制器功能***正常。电机霍尔 5V出现短路时，MCU自动切断稳压电源与电机霍尔 5V之间的联系，电机转入无霍尔运行，不会引起停转和损坏。

还有其他细节改进，在此不再一一赘述。“精细数码双模控制器”经过技术、功能的精细处理，已经成为二级维修市场的经典范本。

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双模电动车控制器主要技术

1、有、无霍尔自动切换不论电机处于运动还是静止状态，根据电机霍尔的好坏在有无霍尔驱动模式间均可自动切换。

2、同步整流技术利用同步整流技术可以大大降低控制器的发热量，保证控制器安全运行。

3、同步续流技术同步续流技术可以大大降低电机启动及运行时的噪音。

4、恒流控制技术采用恒流控制技术可以提高启动扭矩及爬坡能力。