畢業(yè)設計--純電動賽車永磁同步電機控制器設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題 目： 純電動賽車永磁同步電機 </p><p>　　控制器設計 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文通過對2013年純電動賽車比賽整個過程情況進行了各方面的分析，針對我

2、院LS Racing車隊電機控制系統(tǒng)在賽場上所出現的一些問題，為了提高車隊的電機驅動控制系統(tǒng)的性能，進一步優(yōu)化動力系統(tǒng),確定了本課題研究以及設計方案。</p><p>　　通過對永磁同步電機控制基本原理的研究和分析，為能夠達到純電動賽車對電機控制系統(tǒng)的要求，在本設計中選用了高速（100MIPS）8051微控制器內核 C8051F120系列芯片作為永磁同步電機控制系統(tǒng)的主控芯片，根據芯片內部定義，對額定功率為20k

3、w的永磁同步電機控制器進行軟件設計，設計了CAN總線信息傳送模塊，進一步提高信息的傳輸速度及可靠性能，且電機控制模式具有可更換模式，既可根據純電動比賽的實際動態(tài)賽來改變電機控制系統(tǒng)的控制模式，讓純電動賽車在相應的動態(tài)賽中使用最佳控制模式。</p><p>　　為了驗證設計的可靠性，利用MATLAB仿真軟件中的Simulink模塊對控制系統(tǒng)進行仿真分析，根據2014年LS Racing車隊將要使用的動力系統(tǒng)，把動力

4、系統(tǒng)的實際參數放到仿真模型中進行性能分析，在分析的結果中，直流電壓為：320V；而得出的轉速范圍基本接近于電機的額定轉速；電機輸出扭矩得出的結果可以進一步驗證該系統(tǒng)的可行性以及優(yōu)越性，并且能夠達到設計的要求。</p><p>　　關鍵字：PMSM矢量控制；C8051F120；CAN總線；FSEC</p><p><b>　　Abstract</b></p>

5、<p>　　Based on the 2013 pure electric car race throughout all aspects of the case were analyzed , and for some of the problems in our hospital LS Racing team motor control system that appears on the field , in ord

6、er to improve the performance of the team's motor drive control system to further optimize power systems, as well as to determine the design of the research .</p><p>　　Through the permanent magnet synchr

7、onous motor control basic principles of research and analysis , to be able to achieve a pure electric car on the motor control system requirements in the design of high-speed selection (100MIPS) 8051 C8051F120 microcontr

8、oller core chips as a permanent magnet synchronous motor master chip control system , according to the chip inside the definition of power rating of 20kw permanent magnet synchronous motor controller software design, des

9、ign of cAN bus informatio</p><p>　　In order to verify the reliability of the design , the use of simulation software MATLAB Simulink simulation module of the control system analysis , power system based on 2

10、014 LS Racing team will be used , the actual parameters of the power system into the simulation model for performance analysis, analysis of the DC voltage : 320V; derived substantially close to the speed range of the mot

11、or rated speed ; record the motor output torque can further verify the results of the feasibility and advant</p><p>　　Keywords: PMSM Vector Control; C8051F120; CAN—BUS ;FSEC</p><p><b>　　1

12、 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究意義</p><p>　　1.1.1 中國大學生方程式汽車大賽介紹</p><p>　　2009年，中國汽車工程學會把國際上的一項以高校學生為主的賽車項目引進到了中國，叫做：大學生方程式汽車大賽；也就是目前所說的：中國大學生方程式汽車大賽（Formula Student China，簡稱：FSC）[

13、1]，這項賽事主要是針對在校高校學生所建立的，目的就是要培養(yǎng)出高水平的汽車青年學生，為中國的汽車行業(yè)的壯大打下一個人才基礎，此項賽事于2010年10月在上?？ǘ≤囀澜缗e辦了首屆FSC賽事，總共有來自國內20所大學參加比賽，直到2013年，參加FSC的高校已經達到60余所，而且開放對國外參賽的限制，并且舉辦了第一屆中國大學生純電動方程式汽車大賽（Formula Student Electric China，簡稱：FSEC；）[1]，總共有

14、10所大學（車隊）參加了首屆的純電動方程式賽事，其中有一個來自德國的斯圖加特大學的車隊也參與了比賽。2013年中國FSAE賽事取得了空前的規(guī)模，相信在今后的比賽當中會越來越激烈。</p><p>　　所有參加FSEC2013年賽季的車隊都知道，對于我們高校學生來說，設計并制造一輛純電動賽車是十分困難的。很多都是技術上的難題，這與我們國內的國情有一定的關系，尤其在電力傳動方面，說到電力傳動技術上的難題就要關注控制系

15、統(tǒng)方面的技術。在賽場上所遇到的問題基本都涉及到了控制系統(tǒng)方面，盡管現代電子信息技術的不斷發(fā)展，在電力傳動以及汽車電子行業(yè)當中各種電子技術也隨之不斷創(chuàng)新和發(fā)展，但是依然難以解決新能源技術上的問題，這也是全球新能源汽車遲遲不能得到廣泛普及的原因。</p><p>　　因此，根據2013年純電動賽車比賽的情況，本設計針對于純電動方程式賽車進行控制系統(tǒng)的研究與設計。在設計的初期通過閱讀和學習相關永磁同步電機控制系統(tǒng)的文獻

16、，了解了永磁同步電機的控制原理、控制方法以及控制策略；結合2013年車隊在參加第一屆FSEC賽場中的實際情況，以及車隊對于驅動系統(tǒng)的需求，建立在對目前永磁同步電機控制器的控制原理，控制策略以及控制方法進行研究和分析；采用以51系列為內核技術的芯片，以及相應的電子器件設計一款能夠針對于FSEC純電動賽車專用的永磁同步電機控制器，通過C++軟件進行程序編寫，然后在使用仿真和分析軟件MATLAB/Simulink模塊對永磁同步電機控制系統(tǒng)進行

17、建模分析；根據實際的分析及優(yōu)化，進行原理圖及PCB電路的繪制，為今后的純電動賽車驅動系統(tǒng)控制器的設計與制造奠定基礎。</p><p>　　1.1.2 驅動電機控制系統(tǒng)對于純電動賽車比賽的重要意義</p><p>　　目前，我們的社會已經不如了高速信息化的時代，因此我們很多的行業(yè)當中的一些技術難題或者傳統(tǒng)化的東西都逐步在被新科技所取代。而在當今的汽車行業(yè)當中，傳統(tǒng)燃油汽車也已經是步入了一個

18、巔峰時代，隨著汽車的增加，慢慢地突顯出很多因汽車的數量而帶來的問題，比如能源、環(huán)境污染等方面的問題。所以，這幾年來新能源汽車方面在不斷地被研制出來，給我們這個社會帶來更多的方便，并且讓我們生存的地球得以可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　我們都知道純電動汽車在動力系統(tǒng)上面目前是一直阻礙著純電動汽車的發(fā)展，所以在電機和電池的技術上面還需要不斷的攻破。</p><p>　　在FSEC純電動賽車的

19、比賽當中，和乘用電動汽車一樣，動力系統(tǒng)也是賽車的最關鍵部分，兩者缺一不可，如果電機的功率和輸出效率無法達到我們在理論上的設計，那么在比賽當中則無法讓賽車達到我們預先設計的車速和各方面的性能要求。因此驅動電機控制系統(tǒng)對于純電動賽車比賽是具有十分決定作用。</p><p>　　1.2 國內外研究現狀的分析</p><p>　　1.2.1 國內外純電動賽車現狀分析</p>&l

20、t;p>　　國外的FSAE賽事的發(fā)展相對比較早，這與國外的工業(yè)發(fā)展起步也是具有很大的關系，國家的工業(yè)水平上升起來之后，自然會帶動很多相關方面的企業(yè)的起步，因此，其他國家的大學生方程式汽車大賽也就可以在較早的年代舉行，而國內的汽車行業(yè)自身的起步就相對國外而言就較為緩慢，因此大學生方程式汽車大賽在國內的舉辦時期就自然比國外要延遲很多，和國外進行對比，已經有很大的時間差距。</p><p>　　國外的FSAE賽事

21、發(fā)展就像他們的汽車行業(yè)發(fā)展一樣，速度十分快，所以到了目前的FSAE技術水平都能夠趕上汽車行業(yè)的技術水平，在2013年的中國FSEC比賽當中，大賽增加了國際上的開放，所以在FSEC 2013賽季比賽中有一支來自德國斯圖加特的電動賽車隊。</p><p>　　在國內的純電動賽車發(fā)展還是需要一定時間，畢竟國內在于電動汽車方面的技術還不是十分先進，并且2013才將此項賽事加入到FSAE賽事當中，所以起步相對較晚，但是根據

22、去年的比賽情況來看，國內的純電動賽事會得到十分迅速的發(fā)展，去年總共10支車隊，2014年就開始增加到20支左右，關鍵的還是動力系統(tǒng)方面，我們國內的新能源汽車在全世界當中已經處于十分先進的狀態(tài)，所以對于動力系統(tǒng)方面會得到更快的解決。</p><p>　　通過純電動方程式汽車大賽，我深深感覺到此項賽事的重要意義，其不僅僅是一項比賽，其意義更重要是培養(yǎng)更多的電動汽車青年工程師，從比賽車隊所使用的技術來說，在控制方面已經

23、開始超越純電動汽車的技術，所以國內的純電動賽車比賽會得到更好更快的發(fā)展。</p><p>　　1.2.2 國內外控制系統(tǒng)分析</p><p>　　在七八十年代，受到電力電子技術的限制，所以主流的電機還是直流電機驅動系統(tǒng)為主，到了21世紀之后，特別在電力電子技術飛速發(fā)展之后，電機的控制系統(tǒng)得到了不斷的改進，永磁同步電機控制系統(tǒng)也是得到了飛躍的發(fā)展，。在永磁材料被使用于永磁同步電機之后，使得

24、永磁同步電機的結構更加簡單，控制不斷向數字化控制改進。</p><p>　　在早期，在永磁同步電機控制器上只能使用16位的8097單片機作為控制芯片，但是已經帶領永磁同步電機控制系統(tǒng)進入全數字控制時代。進入電力電子器件更新的時代之后，永磁同步電機控制器的控制性能在發(fā)生不斷改變，控制策略也在不斷的優(yōu)化更新，無論是國內還是國外，永磁同步電機空制系統(tǒng)的發(fā)展都是十分迅速。</p><p>　　在控

25、制方式上， 自數字化以及電力電子技術快速發(fā)展之后，永磁同步電機控制系統(tǒng)大多開始采用PI（比例積分）控制，而隨后又不斷實現智能控制方式，其主要包括：人工智能專家系統(tǒng)、模糊控制和人工神經網絡控制等。</p><p>　　在今后的技術發(fā)展不斷革新的時代當中，無論國內外的技術都會得到空前的發(fā)展。但是，若要區(qū)分國內和國外的技術分界，那么國外的技術變革會更加領先，國外工業(yè)和電力電子技術的發(fā)展都起步較早，因此很多方面的技術國內

26、還需要不斷的改進以及優(yōu)化，會在不久未來，永磁同步電機控制系統(tǒng)的控制技術會有一個新紀元。</p><p>　　1.3 本課題研究的主要內容</p><p>　　本課題是對純電動賽車永磁同步電機控制控制器進行設計，結合目前國內外對永磁同步電機控制器的研究，首先選定一款電機，具體參數如下：</p><p>　　電機額定功率為：20kw；最大功率為：40kw；額定轉矩：7

27、6Nm；最大轉矩：165Nm；額定轉速：2500rpm；峰值轉速：7000rpm。</p><p>　　本設計主要完成的內容：初步選取以51單片機為內核的C8051F120芯片作為設計控制器的主控芯片，采用空間矢量的控制方式，并且利用 PROTEL ALTIUM Designer 6.9軟件進行電路圖繪制，采用MATLAB軟件對軟件進行仿真分析，設計出具備以下功能的控制系統(tǒng)：</p><p&g

28、t;　　1.恒功率輸出和高功率密度；</p><p>　　2.具有較大的轉速范圍足以覆蓋恒轉矩輸出區(qū)和恒功率輸出區(qū)；</p><p>　　3.轉矩響應速度快；</p><p>　　4.在轉矩/轉速特性的較寬范圍內具有高效率；</p><p>　　5.在剎車時具有能量回饋功能,以提高電動汽車的續(xù)駛能力；</p><p>

29、<b>　　6.性價比高。</b></p><p><b>　　2 方案論證</b></p><p>　　2.1 電機驅動系統(tǒng)</p><p>　　在目前的電力傳動系統(tǒng)當中，對驅動系統(tǒng)的要求有高低之分，而在電動汽車行業(yè)當中，對于電機驅動系統(tǒng)的要求就尤為重要，其控制系統(tǒng)的要求則更為精密。因為電動汽車的驅動電機通常需要頻繁

30、的啟動、停車、急加速、制動以及減速狀態(tài)，在電動汽車處于高負載（比如爬坡、低速等工況等）時，需要驅動系統(tǒng)輸出較高的扭矩，以滿足驅動功率的要求。在電動汽車高速行駛工況時，需要低扭矩，以及較寬的調速范圍，但是在目前很多的驅動電機當中很難滿足這種性能要求，從而在電動汽車領域中所使用的驅動電機需要比較獨特的功能設計要求，這些獨特的性能要求等方面的區(qū)別歸納起來主要有以下幾個方面：</p><p>　　1）較寬的恒功率輸出區(qū)域

31、和高功率密度；</p><p>　　2)高負載具有低速大扭矩，低負載低扭矩的特性；</p><p>　　3)具有較大的轉速范圍足以覆蓋恒轉矩輸出區(qū)和恒功率輸出區(qū)；</p><p>　　4)轉矩響應速度快；</p><p>　　5)在轉矩/轉速特性的較寬范圍內具有高效率；</p><p>　　6)在剎車時具有能量回饋功能

32、，以提高電動汽車的續(xù)駛能力；</p><p>　　7)堅固可靠,能夠在不同的工作條件下可靠地工作；</p><p><b>　　8)性價比高；</b></p><p>　　9）具備良好的急加速以及急減速處理能力。</p><p>　　在純電動汽車領域中，對驅動電機的要求主要體現在電機的功率密度，在較寬的轉速和轉矩范圍內具

33、備優(yōu)異的調節(jié)效率，進而可以降低車輛的重量來增加續(xù)駛里程。在電力傳動領域中，很多驅動系統(tǒng)企業(yè)更多對象都是特種電機和電池，并沒有完全形成一個針對于純電動汽車行業(yè)的電機，此外，工業(yè)當中的驅動電機會局限于功率密度和成本之間的考慮，并沒有在電動汽車行業(yè)中對驅動電機的設計和優(yōu)化。因此，工業(yè)中的特種驅動電機只能滿足某一種特定的性能需求。</p><p>　　然而針對純電動汽車對驅動電機的要求，作為驅動電機的工程師為電動汽車設計

34、了不同的電機，使其具有高功率密度、高效率、和適當的調速范圍。這些電動機驅動系統(tǒng)主要有直流電機驅動系統(tǒng)、感應電機驅動系統(tǒng)、無刷直流電機驅動系統(tǒng)、永磁同步電機驅動系統(tǒng)、開關磁阻電機驅動系統(tǒng)。而在純電動汽車當中使用最多是永磁同步電機驅動系統(tǒng)和直流驅動系統(tǒng)</p><p>　　下面各小節(jié)主要介紹一下電動機驅動系統(tǒng)的優(yōu)點和不足之處。</p><p>　　2.1.1 永磁同步電機驅動系統(tǒng)</p

35、><p>　　永磁同步電機（PMSM）是當代電力傳動領域，以及工業(yè)控制的各個行業(yè)主要運用的電機系統(tǒng)。近幾年，永磁同步電機的優(yōu)勢越來越突出，不僅涵蓋了直流電機結構較簡單、運行起來安全可靠、維護起來方便等優(yōu)勢；另外，永磁同步電機還具有無機械換向裝置及電刷、體積很小、十分容易實現高速運行、有較寬的調速范圍、能夠適應多種工作環(huán)境、正反轉的轉換易實現、電機的定子散熱效率高，能夠快速響應、可采用較高的電壓、易于實現大容量的電力傳

36、動控制等優(yōu)勢特點。在現代社會中得到很廣泛的運用。</p><p>　　2.1.2 直流電機驅動系統(tǒng)</p><p>　　由于直流電動機的技術比較成熟和較為簡單的控制優(yōu)勢，所以直流電機在電驅動領域一直有著突出的地位。直流電機驅動系統(tǒng)在低速的電動車領域當中使用比較多，因為其可靠的運行性能和較為簡單的結構，是被廣泛應用的主要原因。直流電機驅動系統(tǒng)的勵磁繞組磁場和電樞的繞組磁場是屬于垂直分布格局

37、，因此它的控制原理就會相對簡單，進而在工業(yè)當中也是被運用較多；但直流電機或者直流無刷電機依然存在著：要依靠換向器和電刷，這樣一來降低了其可靠性能，并且要定期更換電機的電刷才能繼續(xù)工作，給應用帶來了不少的麻煩。直流電機驅動系統(tǒng)的優(yōu)點和問題在永磁同步電機當中不斷被借用和取代，這使得直流電機驅動系統(tǒng)在工業(yè)以及一些特定的應用中慢慢被取代掉。</p><p>　　2.2 電機控制系統(tǒng)控制方式論述</p>&

38、lt;p>　　如圖2-1所示，是屬于永磁同步電機驅動系統(tǒng)的結構及原理圖，主要表達了永磁同步電機按照轉子結構區(qū)分為隱極式（a）和凸極式（b）兩種，永磁同步電機主要部件則是定子和轉子。而按照轉子勵磁方式的不同，永磁同步電機可分為永磁同步電機和轉子帶直流勵磁繞組的永磁同步電機。 </p><p>　　（a）隱極式轉子 （b）凸極式轉子</p><p>　　圖 2-1

39、 永磁同步電機的結構</p><p>　　圖 2-2 同步電機結構示意圖</p><p>　　如圖2-2所示同步電機的結構示意圖。其中AX、BY、CZ分別表示等效的定子三相繞組、通常用空間軸線表示。轉子采用永磁體或通過直流勵磁繞組勵磁，其極對數與定子繞組相同。</p><p>　　根據同步電機的基本運行原理可分析、若在同步電機的定子三相對稱繞組中分別通以如下三相對

40、稱電流：</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　I為三相對稱電流的有效值；</p><p><b>　　為通電角頻率、；</b></p><p>　　為定子繞組的通電頻率。&l

41、t;/p><p>　　在三相對稱電流的作用下，定子三相對稱繞組必然產生圓形旋轉磁勢和磁場。定子選擇磁場的轉速（即同步速）為： </p><p>　　M= （2.2）</p><p><b>　　式中：</b></p>

42、;<p>　　為同步電機的極對數。</p><p>　　根據式2.2可知，同步速是取決于電機本身的極對數，并取決于外部通電頻率。如果三相繞組的通電相序發(fā)生改變，定子旋轉磁場將反向轉動，由此產生轉子反轉。</p><p>　　永磁同步電機數學模型</p><p>　　根據永磁同步電機等效電路，可以求得電機的電壓方程式[7]：</p><

43、;p><b>　　（2.3）</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　、、分別為、、相定子電壓；</p><p>　　、、分別為、、相定子電流；</p><p>　　、、分別為永磁體磁場在、、相電樞繞組中感應的旋轉電動勢；為定制繞組電阻；為定子繞組電感；<

44、;/p><p>　　為繞組見的互感；為微分算子，。</p><p>　　與定子、、相繞組交鏈的永磁體磁鏈為：</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　為與定子、、相繞組交鏈的永磁體磁鏈的幅值；為相繞組軸線與永

45、磁體基波磁場軸線之間的電角度，若為轉子旋轉的角速度（電角度），</p><p><b>　　則有</b></p><p><b>　　（2.5）</b></p><p><b>　　旋轉電動勢、、為</b></p><p><b>　?。?.6）</b>&

46、lt;/p><p><b>　?。?.7）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　輸出軸的旋轉角速度（機械角度）為。</p><p><b>　　坐標變換</b></p><p>　　把電壓、電流采用兩相交流表示,比用三相交

47、流表示更容易把握電機的控制特性和控制方式,而采用兩軸直流表示又比兩項交流表示更為簡單。因此,為了改變對電機的觀察角度,需要改變觀察坐標系,我們稱之為坐標變換[8]。</p><p>　　一般電動機的電路方程式為:</p><p><b>　?。?.8）</b></p><p><b>　　式中:</b></p>

48、<p><b>　　為電壓矩陣；</b></p><p><b>　　為電流矩陣；</b></p><p><b>　　為阻抗矩陣；</b></p><p><b>　　為旋轉電動勢矩陣。</b></p><p>　　現在要從一坐標系向另外的

49、坐標系進行變換，假設氣變換矩陣為[C],則有</p><p><b>　　（2.9）</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　[C]-1為[C]的逆矩陣。</p><p>　　設[I]為單位矩陣，則有：</p><p><b>　?。?/p>

50、2.10）</b></p><p>　　式(2.9)中，若、、、，則式(2.9)變?yōu)椋?lt;/p><p><b>　　（2.11）</b></p><p>　　式中，阻抗矩陣里面含有微分算子,而且當里面含有時間函數時，要充</p><p><b>　　分注意的作用范圍。</b></p

51、><p>　　在進行坐標變換時，一般都保持變換前后功率不變，這種變換叫做絕對變換，用</p><p>　　于該變換的矩陣叫做正交矩陣。為了保證從式(2.8)到式(2.11)的變換是絕對變換，即：</p><p><b>　　（2.12）</b></p><p><b>　　因而必須保證：</b><

52、/p><p><b>　?。?.13）</b></p><p>　　從而根據式（2-10）和（2-13）可得：</p><p><b>　?。?.14）</b></p><p>　　永磁同步電機空間矢量控制</p><p>　　在圖2-3中：Va、Vb和Vc是逆變器的輸出電壓。S

53、1一S6是六個功率管，來控制出處波形的形狀，它們由S1、S2、S3、S4、S5、S6來控制。當Sl、S3或S5為1時，逆變器上部的一個功率管導通。同時，其相應的下部的功率管因為相應的S2、S4,，或S6為O而截止，反之亦然?？梢酝耆鶕喜抗β使躍1、S3和S5的開關狀態(tài)來等效Va、Vb和Vc的狀態(tài)輸出電壓[6][7]。</p><p>　　三相電壓源逆變器的空間電壓矢量如圖2.7所示，與三相功率逆變器相連的三個

54、功率管共有8種可能的開關狀態(tài)組合，分別是：(Sl,S3,S5),(0,0,0),(1,0,0),(1,1,0),(0,1,0),(0,1,1),(0,0,1),(l,0,1),(1,1,1)。下部功率晶體管開關狀態(tài)與上邊的相反,因此,一旦知道了上部功率晶體管的狀態(tài),就可以完全確定下部功率晶體管的狀態(tài)。</p><p>　　（a） 電機扇區(qū)向量圖 （b） 電機相位位置開關參數</p>

55、<p>　　圖 2-3 三相逆變器結構圖</p><p>　　根據三項系統(tǒng)向兩項系統(tǒng)變換保持功率不變的原則，定子電壓的空間矢量為：</p><p><b>　?。?.15）</b></p><p>　　式中：為矢量旋轉因子，。</p><p>　　圖2.4表示三相電壓源逆變器的空間電壓矢量，8個空間電壓矢

56、量的大小可以用下列方程來表示：</p><p><b>　?。?.16）</b></p><p>　　式中:為逆變器的直流母線電壓。</p><p>　　在、坐標系中，任何一個參考電壓矢量可以表示為</p><p><b>　?。?.17）</b></p><p>　　圖 2

57、-4 三相電壓源逆變器的空間電壓矢量原理圖</p><p>　　雖然逆變器不可以直接把和轉換為電機所需要的電壓，但是可以通過和兩個從逆變器工作狀態(tài)的矢量來獲得。在一個完整的調整周期內,除了和的導通時間外，其余為零狀態(tài)時間。零矢量的加入可以調節(jié)功率器件的導通時間，使控制更加靈活。</p><p>　　采用C8051F120芯片進行控制，其全比較方式控制器在一個載波中期內可以對比較控制寄存器

58、進行修改，利用C8051F120比較的PWM5、PWM6巧妙完成PWM輸出功能。</p><p><b>　　2.3 方案選擇</b></p><p>　　2.3.1 FSEC純電動賽車電機選型</p><p>　　在前面的內容當中主要是對永磁同步電機驅動系統(tǒng)和直流驅動系統(tǒng)進行了陳述介紹，主要考慮到此兩種類型電機是目前工業(yè)以及電力傳動系統(tǒng)中

59、運用較多的驅動電機，為了進一步確定本設計的方案選型的正確性，以下對目前所存在的電機驅動系統(tǒng)進行對比，總結各電機驅動系統(tǒng)的優(yōu)缺點，得出表2-1中的各電機特點。</p><p>　　表 2-1 電機驅動系統(tǒng)性能對比</p><p>　　根據表2-1的分析以及對德國純電動賽車的數據分析總結得出：無論賽車所使用的輪胎是conti，hoosier還是goodyear，在FSAE比賽的賽場上輪胎所能

60、夠提供的最大抓地力都在500N.m以上。同樣的，通過LS Racing車隊之前的賽道數據和仿真軟件，也能分析出，適合比賽的電機功率范圍。根據分析的結果可以知道，電機所需的功率基本集中在20kw（額定功率）左右，峰值功率越大越好，但是由于賽事規(guī)則的限制，最大功率必須控制在85kW以內，所以選擇電動機的峰值功率要盡可能的達到這個值為最佳。</p><p>　　還有一個方面就是電機的冷卻方式。一般來說，就是主動風冷和主

61、動水冷兩種。水冷的制冷效果好，所以峰值功率也會更高一點，不過重量和成本也會會更高一些。</p><p>　　針對FSC中國大賽，本論文電動汽車的結構選用20kw的永磁同步電機作為電機控制器開發(fā)的試驗產品。如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 電機控制器設計的試驗電機</p><p>　　表 2-1 電機基本參數</p><p>

62、　　電動汽車電機控制器的硬件設計主要由硬件電路設計和機殼設計兩部分組成。</p><p>　　2.3.2 FSEC純電動賽車整車參數的確定</p><p>　　根據我院LS Racing車隊這幾年來燃油賽車的制作經驗，并結合國外電動賽車的基本思維。最終確定本設計文純電動賽車的基本設計參數。如下表：</p><p>　　表2-2 2014 FSEC 純電動賽車整車

63、參數</p><p><b>　　2.4 本章小結</b></p><p>　　本章主要對目前行業(yè)當中相對使用廣泛的電機驅動系統(tǒng)進行了論述，結合國外FSE比賽所使用的電機驅動系統(tǒng)分析來看，以及結合FSEC 2013年賽季的比賽情況，最終選擇了一款額定功率為20kw的永磁同步電機作為2014年FSEC純電動賽車的驅動系統(tǒng)，并且結合我院LS Racing車隊的實際情況，

64、確定了整車的基本參數，既2014FSEC純電動賽車的整車參數。這樣對本設計以及車隊的設計都能夠融合在一起，能相互并進，為2014 FSEC做出作戰(zhàn)的準備。</p><p>　　3 永磁同步電機控制系統(tǒng)的硬件電路設計</p><p>　　永磁同步電機控制系統(tǒng)是一個高精度，高效率，具備良好可靠性以及維護方便的控制系統(tǒng)，所以這就對控制器設計使用芯片的要求很高，否則將無法運行復雜的矢量控制算法，

65、甚至不能有效地滿足硬件電路的要求，因此，控制芯片是至關重要。在前面章節(jié)已經確定了本設計的主控芯片選擇C8051F120高速混合信號的微控芯片.雖然這并不是一款功能十分強大的芯片，但是對于永磁同步電機控制器來說已經足夠滿足了。</p><p>　　由于系統(tǒng)中的各模塊的運行會影響著整個控制系統(tǒng)的控制性能和運行可靠性，因此必須匹配設計好控制系統(tǒng)的各個模塊，讓控制系統(tǒng)的各模塊運作進一步優(yōu)化。因而，需要著重對永磁同步電機控

66、制系統(tǒng)的調速系統(tǒng)進行設計。</p><p>　　3.1 C8051F120芯片概述</p><p>　　根據設計的需求不同，可以選擇合適的MCU封裝方式，在本設計當中，由于需要用到多路的AD轉換、PWM方波的產生以及高速控制和信號處理能力，因此本文選擇了以64 個數字I/O 引腳的C8051F120芯片作為永磁同步電機控制系統(tǒng)的主控芯片（CPU）。</p><p>

67、;　　3.1.1 C8051F120芯片的特點</p><p>　　根據數據手冊可以了解到 C8051F120高速芯片具備以下的功能特性：</p><p>　　兼容8051的高速、流水線結構CIP-51 內核（100MIPS）；</p><p>　　全速、非侵入式的在系統(tǒng)調試接口（片內）；</p><p>　　12 位或10 位、100 ks

68、ps 的模數轉換（ADC），帶PGA 和8路模擬多路開關；</p><p>　　8 位500 ksps 的ADC，帶PGA 和8 通道模擬多路開關；</p><p>　　2個12 位DAC，可編程進行系統(tǒng)的數據更新能力；</p><p>　　2 周期的16 x 16 乘法和累加引擎；</p><p>　　128KB可在系統(tǒng)編程的FLASH 存

69、儲器；</p><p>　　8448（8K+256）字節(jié)的片內RAM數據存儲器；</p><p>　　可尋址64KB 地址空間的外部數據存儲器接口；</p><p>　　硬件實現的SPI、SMBus/ I2C 和兩個UART 串行接口；</p><p>　　5 個通用的16 位定時器；</p><p>　　具有6 個P

70、CA的可編程計數器/定時器陣列；</p><p>　　片內看門狗定時器、VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器；</p><p>　　工業(yè)當中所使用的CPU或者MCU的工作溫度基本都是需要保持在-45℃—+85℃范圍之間，引腳接口I/O、/RST 以及JTAG 端口的工作電壓是5V 的輸入信號。有100 腳TQFP 封裝和64 腳TQFP 封裝兩種封裝形式。圖3-2 和圖3-3是C8051F120芯片

71、的功能框圖。</p><p>　　3.2 主電路硬件設計</p><p>　　主控板先后進行了兩輪產品級電路設計:第一輪電路設計中完成了主控板的基本功能，包括驅動信號的電平轉換!相電流的采集、加速踏板信號的采集、點火開關、鑰匙門開關的采集、解碼芯片的驅動等。在此基礎上，經過一系列的調試,我們又進行了第二輪硬件設計，新的主控板硬件電路在功能上分布上更加合理：原來的驅動信號電平轉換模塊轉移到

72、驅動板上；舍棄了一些無用的電平轉換芯片，降低了生產成本；10口的分布也進行了相應調整。PCB布線由原來的雙面PCB板升級為抗干擾能力更強的四層PCB板。</p><p>　　圖 3—1 硬件電路主控模塊原理圖</p><p>　　如圖3-4所示，主控板的硬件電路主要包括五部分：電流檢測模塊、母線電壓檢測模塊、轉子位置信號檢測模塊、智能功率模塊驅動電路硬件設計、過壓、過流、欠壓保護電路、電

73、源模塊設計和CAN總線通訊電路設計。</p><p>　　3.3 控制電路硬件設計 </p><p>　　在硬件設計當中，主控電路的主要功能就是將各個模塊電路和CPU的連接，完成主控電路的信號采集和CPU處理后的信號輸出功能。</p><p>　　主控電路的CPU采用C8051F120為主控芯片，主要完成電流檢測、母線電壓檢測、轉子位置信號檢測、PWM信號輸出、過

74、壓、過流、欠壓保護和CAN總線通訊等方面任務。</p><p>　　3.3.1 電流檢測模塊</p><p>　　電流信號的采集通過安裝在電機內部的電流傳感器來采集電機的三相電的相電流，進而進行電流信號的濾波、檢測處理，信號輸入到CPU進行處理，再通過CAN總線來將電流相關信息發(fā)送到整車控制器CPU當中，進而提供驅動電機工作電流的需求。電流采集模塊正常工作電流范圍為：-500A—+500

75、A，輸出請求電壓為：0V—5V，而主控芯片的工作電壓為：3.3V，因此需要電源模塊進行相應的轉換工作，最后完成電流的采集和控制工作。</p><p>　　圖 3—2 電流采集模塊</p><p>　　圖 3—3 電流采集模塊</p><p>　　MLX91207自帶溫度檢測傳感器， MLX91207溫度傳感器輸出電壓到對應檢測溫度的到，是該芯片的使用極限溫度，對

76、電路板來說也是較高的溫度，符合工作溫度變化范圍，當輸出電壓到達時單片機會有相應的停止工作的動作，前文所述的四路運放器還有一路并未使用，設計將它用在溫度檢測電路中作為跟隨器，這樣四個運放器都被使用。在溫度檢測電路部分的末端同樣增加了低通濾波器和鉗位電路。電機A、B相和直流母線電流分別用三個霍爾式電流傳感器測定，C相電流用基爾霍夫定律算定。在實際應用中需要對電路進行標定以提高測量精度。</p><p>　　3.3.2

77、 母線電壓檢測模塊</p><p>　　電壓檢測電路如圖 3-6 所示。直流母線電壓信號經過運放 AD7400A 后，通過TL084D低通濾波環(huán)節(jié)和 AD7400A 構成的電壓跟隨器后，送入C8051F120 的 ADAIN0.6 口。同樣，通過改變電路電阻阻值的大小，改變運放的放大倍數，使進入 ADC 的電壓控制在0—3.3V 之內。</p><p>　　圖 3—4 母線電壓采集模塊

78、</p><p>　　在設計中首先從正極母線和負極母線引出兩條線，并經過精密電阻的串聯(lián)分壓將最高為380V的高壓電降壓成為只有的低壓電，隔離芯片輸入端并聯(lián)在的分壓電阻兩端，經芯片轉化后變?yōu)轭l率為的3.3V的脈沖電壓，在這樣高的頻率下經過無緣RC濾波器脈沖信號變?yōu)槟M信號。芯片輸入端和輸出端分別用+5V和+3.3V的電壓供電，達到了電源隔離的目的。最后為了不讓單片機的數字信號干擾模數轉換芯片的輸出信號增加了一路運算

79、放大器作為跟隨器進行隔離。</p><p>　　3.3.3 轉子位置信號檢測模塊</p><p>　　電機轉子信號的解碼模塊通過采集并處理固定在電機轉子上的旋轉編碼器的信號，進而采集當下電機轉子工作的絕對角度，并通過C8051F120芯片的AIN口將信息傳送到CPU的處理中心，供PARK、逆PARK運算使用。</p><p>　　旋變信號解碼模塊為旋轉編碼器提供兩

80、路勵磁信號(EXCI/EXCZ)，旋轉編碼器轉子隨電機轉子同步旋轉時,兩相正交的感應繞組會產生感應電動勢(SinI/SinZ,CosI/CosZ)，我們通過解碼芯片(ADZS1200)采集!處理感應電動勢信號進而得到轉子的絕對角度。為了減少干擾,提高采集信號的精度,我們在保證數據合理有效范圍內，提高了勵磁信號的電壓幅度：在旋變信號解碼模塊內通過MC33O63A器件，將5V供電到了+12V，在提高勵磁信號幅值的同時，避免了直接從主控板供電

81、電源(+12V)取電。</p><p>　　圖 3—5 轉子位置信號檢測原理圖</p><p>　　為了方便增量式光電傳感器的拆裝和更換且它是六路輸出，在本設計的轉子位置檢測電路中設置了一個六頭的插頭作為輸入接口，為了防止電機高電流和高電壓的變換的電磁干擾通過電路傳到控制器主控板，因此設計了光耦隔離，隔離光耦采用6N137高速光耦，光耦輸出5V的脈沖信號，經過光耦電路的信號被反相且上升沿

82、和下降沿的時間較長，為保證波形與傳感器輸出一樣和提高波形質量設計增加了一個三態(tài)反相緩沖器SN74LS540，波形經反響和整形后輸入到單片機引腳。</p><p>　　3.4 智能功率模塊驅動電路硬件設計</p><p>　　C8051F120 的 PWM 信號輸出電壓在 0—3.3V之間，雖然IGBT 內部已經包含驅動電路，但還需要提供驅動電源和開關控制信號。IR2135J采用 15V

83、的驅動電源，為具有良好的電氣隔離性能，保證 IGBT 能夠安全可靠的工作，運用光電耦合器進行隔離。由于 功率驅動電路要求傳輸延遲時間在 0.5us 以內，因而需選用高速光電耦合器 TLP559。具體硬件電路如圖 4-6 所示。PWM 波先經過施密特觸發(fā)器整形，變?yōu)榉禐?5V 的脈沖波，然后再經過高速光耦實現電氣隔離產生 15V 的PWM 波用于驅動IGBT。</p><p>　　圖 3—6 智能功率模塊驅動

84、原理圖</p><p>　　光耦輸出的15V的信號進入到芯片的高橋和低橋控制管腳中，HO1、HO2、HO3為高橋輸出信號，LO1、LO2、LO3為低橋輸出信號，信號經過由60P03和60N03組成的“對挽放大”電路進行功率放大后驅動IGBT。VB1~VB3、VS1~VS3為浮動補償電壓。FLT-CLR為故障清除管腳，當電壓為8V時故障清除，芯片回復工作。TLP521-1光耦實現了在驅動芯片正常工作時隔離單片機的作

85、用，R70為上拉電阻，當光耦工作時STOP端被拉為3.3V的高電平。</p><p>　　3.5 保護電路硬件設計</p><p>　　由于本設計的永磁同步電機屬于高壓工作系統(tǒng)，因此為保證控制系統(tǒng)能夠正?？煽康毓ぷ?，防止一些故障和突發(fā)性因素對電路造成損壞，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，因而系統(tǒng)的保護電路的設計是必不可少的。 </p><p>　　本系統(tǒng)綜合考慮了各方面

86、的因素，設置了過電壓、過流、欠壓和IPM 模塊故障等保護電路。</p><p>　　3.5.1 過壓、過流、欠壓保護電路</p><p>　　借助于電流采集模塊和電壓采集模塊的信號，在經過主控芯片處理之后，在主控芯片內會設置一個保護電流和電壓的上限值，如果采集系統(tǒng)采集到的電壓和電流超過主控芯片設定的上限值，那么主控芯片測會將相關信號輸出到保護電路的當中，保護電路接收到來自主控芯片的電流和

87、電壓信號，利用檢測電路的控制部分去強制將智能功率模塊的控制電路斷開PWM的信號輸出，這樣就可以中斷電機的工作，并且在功率模塊中斷工作之后還會將信號反饋到主控芯片當中，這樣就可以對控制系統(tǒng)進行二次保護控制。這樣就可以很大程度上實現了電路的保護作用，讓控制系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠地工作。</p><p>　　圖 3—7 過流保護電路原理圖</p><p>　　圖中兩個電壓比較器組成門限比較器，母線電壓

88、檢測電路的輸出值作為待比較值，3.3v經過一系列電阻分壓后的電壓值作為比較值，比較值經過換算，上門限為2.688V下門限1.84V對應電壓380V和260V，當電壓屬于這兩值之間時為正常電壓，比較器輸出高電平，否則輸出低電平。輸出信號通過反相器反相，這里選擇連接到轉子檢測電路的八路反相器中提高反相器管腳利用率，此過壓欠壓信號隨后輸入到ITRIP管腳。</p><p>　　圖 3—8 欠壓保護電路原理圖</

89、p><p>　　溫度保護和母線電流保護電路分別使用一個電壓比較器作為單向比較器，當母線電流超過180A（過流）時霍爾傳感器的輸出為對應電壓3.132V，當單向比較器待比較電壓大于3.132V時輸出高電平，否則為低電平；當溫度高于（過溫）時溫度傳感器輸出電壓2.93V，但是極限電壓，設計中比較電壓設計為2.929V，即待補交電壓一旦到達2.93V比較器就會輸出高電平，否則為低電平。這兩路信號同樣連接到ITRIP管腳。當

90、出現過壓、欠壓、過流及過溫的其中一種情況時驅動芯片就會停止工作。</p><p>　　因為在停止工作后FAULT管腳會被拉低（這個過程為8ns），設計將FAULT管腳連接到單片機，從而給單片機一個停止信號，從硬件和軟件兩方面停止工作保護電機。</p><p>　　3.6. 電源模塊設計 </p><p>　　電源模塊提供主控板各器件正常工作所需的供電,主控板的供電

91、由電機控制器外部±15V的電源提供。經過電源模塊的LM2840/FDC20-24D15器件及其相關的外圍電路的處理，可以提供±5、±3.3V和±15V等多種供電。</p><p>　　為了提供電路的抗干擾性與穩(wěn)定性，主控板上的數字電與模擬電是由兩路供電系統(tǒng)分別提供的。具體供電分配如表3-1：</p><p>　　表 3-1 主控模塊電源分配表<

92、;/p><p>　　由于主控模塊需要使用到15V的電壓，所以外部供電電壓必須使用到比15V大的電源，又根據目前電機本身的需要，所以選擇了24V作為外部電源的電壓值。具體的電源模塊的電壓轉換如圖所示：</p><p>　　圖 3-9 電源電路原理圖</p><p>　　如圖3―10。FDC20―24D15是一款可輸出正負15V電壓的集成電源。兩款電源的出入電壓都是直流3

93、6V，假設36V是由BMS模塊供給，在實際應用中在BMS中設置低壓直流電源輸出較為簡單，也使集成度提高。在設計中四個電源電路并聯(lián)在一起通過一個兩腳插頭與外電路連接，100W的外電路功率的滿足控制器運行需求。</p><p>　　3.7 CAN總線通訊電路設計</p><p>　　由于C8051F120片內不具備CAN通訊功能，因此需要在外部加載CAN通訊模塊，再通過P0接口將信號輸送到C

94、8051F120主控芯片內，從而進行信號的處理和發(fā)送，目前CAN總線通訊基本是執(zhí)行CAN2.0的標準，在本設計中使用了CAN2.0的標準，SJA1000是本設計中CAN總線所使用的收發(fā)信號的控制器，而PCA82C250是CAN總線通訊收發(fā)信號的驅動器，這樣一來就可以通過外部設計的方法來實現CAN的總線通訊功能。</p><p>　　CAN通信模塊的功能是提供電機電動汽車電機控制器與外界進行信息、命令的交互方式?？?/p>

95、以通過CAN總線進行工況檢測、信息處理、在線調試、參數控制、命令傳輸等實時監(jiān)控。</p><p>　　本文的CAN總線通訊模塊如下圖所示：</p><p>　　圖 3-10 CAN總線通訊電路原理圖</p><p><b>　　3.8 本章小結</b></p><p>　　本章是根據永磁同步電機控制系統(tǒng)的工作原理，設

96、計了基于 C8051F120 的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)的硬件電路。并對主電路、控制電路、保護電路以及其他接口電路做了較為詳細的論述。</p><p>　　4 永磁同步電動機控制系統(tǒng)的軟件設計</p><p>　　軟件的設計部分是永磁同步電機控制器設計重要一部分，也是整個設計當中最為復雜的一部分，因為軟件的設計需要考慮很多的因素，因此并不像硬件電路那樣具有可預見性，而軟件的設計，在PC

97、機上的調試成功并不代表完全沒有錯誤，或者一定能夠在實際當中順利的運行，因此控制系統(tǒng)的軟件部分會直接影響到整個電機控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)。軟件的優(yōu)良設計是不可缺少的。</p><p>　　由于電機控制系統(tǒng)的軟件控制方面十分復雜，并且編寫矢量控制算法程序工作量十分龐大和復雜，所以在編寫過程中需要進行程序的模塊化、容易移植和易生級性。此外，永磁同步電機控制器還有較多的算法，比如：PWM模塊運算，坐標變換以及正余弦函數的運算

98、等。所以采用C語言來編寫程序，C語言也是高級語言，更能讓讀者讀懂程序中表達的含義，并且便于讀寫和維護，又具有很高的編譯效率。</p><p>　　電動汽車電機控制器的軟件設計主要包括以下幾方面的工作：主控模塊的基本功能調試、算法與控制邏輯的實現，PC機測試開發(fā)平臺(Keil µVision4 IDE)的設計。</p><p>　　4.1 Keil µVision4軟件開

99、發(fā)環(huán)境介紹</p><p>　　Keil µVision4是在2代以及3代的基礎上進行改革性的轉變，Keil uVision4優(yōu)化出了靈活的窗口管理系統(tǒng)，讓使用Keil µVision4開發(fā)人員能夠使用多臺監(jiān)視器，Keil µVision4還對視覺上的窗口進行了位置方面的人性化設置，優(yōu)化設計后的用戶界面能夠利用PC機的有限空間來組織多個軟件窗口化，為開發(fā)者提供了一個簡潔的，高效的應用

100、程序開發(fā)環(huán)境。Keil µVision4新版本還支持最新的ARM芯片、C8051F系列芯片等，還添加了很多其他新功能。</p><p>　　4.1.1 Keil µVision 4的特征功能</p><p>　　經過升級后的Keil uVision4 IDE，目的是幫助使用者以及專業(yè)開發(fā)人員提高開發(fā)效率，因此Keil uVision4升級做了窗口管理系統(tǒng)的靈活設計，除

101、此之外，Keil uVision4升級之后，還增加了以下特殊功能：</p><p>　　多顯示器和靈活的窗口管理系統(tǒng)；</p><p>　　系統(tǒng)瀏覽器窗口能夠展示系統(tǒng)設備的外設寄存器信息；</p><p>　　具備還原視圖和調試窗口布局多個化特點；</p><p>　　多項目工作區(qū)簡化與眾多的項目；</p><p>　

102、　圖 4-1 Keil uVision4 IDE 軟件開發(fā)環(huán)境</p><p>　　圖 4-2 Keil µVision 4設計開發(fā)流程</p><p>　　Keil µVision 4還具有以下功能：</p><p><b>　　uVision </b></p><p><b&

103、gt;　　集成開發(fā)環(huán)境 </b></p><p><b>　　調試器 </b></p><p><b>　　模擬器</b></p><p>　　keil c51擴展8051編譯工具 </p><p>　　AX51 宏匯編器 </p>

104、<p>　　CX51 ANSI C 編譯器 </p><p>　　LX51鏈接器/定位器 </p><p>　　Keil c51編譯工具 </p><p><b>　　A51 宏匯編器 </b></p><p>　　C51 ANSI C 編譯器 </p&g

105、t;<p>　　BL51 Code Banking 鏈接器/定位器 </p><p>　　OH51 Object -HEX轉換器 </p><p>　　OC51 Banked Object 轉換器</p><p>　　keil c51目標調試器 </p><p>　　FlashMON51目標監(jiān)控器&

106、lt;/p><p>　　MON51目標監(jiān)控器</p><p>　　MON390(Dallas 390)目標監(jiān)控器</p><p>　　MONADI(Analog Devices 812)目標監(jiān)控器</p><p>　　ISD51 In-System調試器</p><p>　　RTX51小實時內核</p>&l

107、t;p>　　4.2 軟件的整體結構</p><p>　　控制系統(tǒng)的程序主要由主程序、中斷服務程序、初始化程序以及子程序四個部分組成，在程序運行的過程中首先會執(zhí)行系統(tǒng)初始化子程序，并完成相關控制系統(tǒng)的寄存器初始化以及程序中變量定義和初始值的設置過程，然后進入While（1）循環(huán)階段。所有的程序算法和邏輯實現是在定時器中斷里進行，周期為240us。當油門踏板動作時，輸出PWM信號控制電機實時運轉"其

108、軟件總體框圖如圖所示：</p><p>　　圖4—3 電機控制器系統(tǒng)軟件圖框</p><p>　　如上圖所示，系統(tǒng)首先會進行上電，上電之后系統(tǒng)會進行自檢階段，若自檢無誤測進行下一個程序階段；上電之后系統(tǒng)就開始初始化，系統(tǒng)的初始化包含了主程序的初始化和各個模塊間的子程序初始化，初始化的目的就是給各個子系統(tǒng)進入初始或者賦初值狀態(tài)等；當完成初始化之后，主程序就會進入到While（1）循環(huán)階段，

109、在While循環(huán)中會對電機的狀態(tài)、電機電流、電壓等數據的檢測，直到While循環(huán)遇到電機“Break”后停止循環(huán)，執(zhí)行下一個目標程序，既開始進行定時器的中斷服務。中斷執(zhí)行過程中， 開始調用各個子程序，并且會根據優(yōu)先級別進行調用，優(yōu)先級別最高的會首先要求系統(tǒng)進入中斷服務，當系統(tǒng)完成各個程序的調用之后，會再返回進行循環(huán)階段，一直到系統(tǒng)遇到“Stop”后停止系統(tǒng)工作。</p><p>　　4.3 空間矢量算法子程序&

110、lt;/p><p>　　SVPWM信號的輸出是根據采集到的相關信號，然后通過轉速環(huán)、扭矩環(huán)電流環(huán)進行PI運算，才得到q軸和d軸的輸出值，進而進行矢量控制的運算，最后得到相應的PWM信號，再傳輸到驅動板上進行實時的電機矢量控制。根據矢量控制的原理，用C語言程序來實現空間矢量算法。程序流程圖如下圖所示。</p><p>　　圖 4-4 SVPWM信號產生流程圖</p><p&

111、gt;　　4.4 中斷服務程序</p><p>　　中斷是在處理器在運行程序的過程中，CPU接受到需要緊急處理的信號時，CPU會暫停目前所進行的工作，轉到需要緊急處理的事件去，優(yōu)先處理緊急時間。當控制中心處理完緊急事件之后，處理器會返回到中斷前的事件當中，繼續(xù)中斷前的工作，這樣就完成了一個中斷工作。</p><p>　　由于這種中斷類似于一種應急服務，所以稱之為中斷服務程序。</p