基于ATmega8的大功率直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

　　3、電機驅(qū)動和電流檢測電路

　　主要是通過MOSFET的導(dǎo)通和關(guān)斷將直流逆變?yōu)榻涣麟姡ㄟ^變壓器將逆變過后的交流電整流為直流電，在變壓器中我們實現(xiàn)了升壓的過程。其中最重要的是要實現(xiàn)H橋中MOSFET控制時要求對管開通和關(guān)斷的時間要一樣。這樣才能保證變壓器不處于飽和狀態(tài)。從而實現(xiàn)26V直流電升壓到180V的功能。為了便于我們對電機的控制，我們在這里加上了霍爾傳感器來實現(xiàn)對電流的檢測。

圖2 主程序流程圖

　　4、速度檢測電路

　　將信號盤安裝在電動機的轉(zhuǎn)軸上，光電轉(zhuǎn)速傳感器正對著信號盤。當(dāng)信號盤轉(zhuǎn)動時，光電元件就會輸出周期性脈沖信號。信號盤旋轉(zhuǎn)360度產(chǎn)生的脈沖數(shù)，和其上面的齒數(shù)相等。因此脈沖信號的頻率大小就反映了電動機轉(zhuǎn)速的大小。

　　三、軟件設(shè)計

　　主程序是一個循環(huán)程序，其主要思路是，首先先設(shè)定好速度初始值和電流初始值，然后將檢測的輸入信號經(jīng)過卡爾曼濾波器濾波后得到輸入信號的值，再將著兩個值分別和設(shè)定值相比較得到一個誤差值，將誤差送給電流轉(zhuǎn)速閉環(huán)PI調(diào)節(jié)（PI調(diào)節(jié)器輸出計算和PWM脈寬調(diào)節(jié)）。PI調(diào)節(jié)器輸出計算在轉(zhuǎn)速值和電流值更新后進(jìn)行，否則輸出脈沖只根據(jù)PI運算的歷史值變化，PWM脈寬調(diào)節(jié)是脈寬從當(dāng)前值平滑變化到PI調(diào)節(jié)器計算出的新值，實現(xiàn)平滑調(diào)速。

　　四、結(jié)論

　　本系統(tǒng)通過對直流電動機數(shù)學(xué)模型分析，建立了勵磁直流電動機的電樞電壓結(jié)合勵磁電壓的電動機控制方案，并對勵磁直流電動機的控制方法進(jìn)行了改進(jìn)，采用了轉(zhuǎn)速環(huán)－電流環(huán)雙閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，通過PI算法調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。此設(shè)計采用的是AVR單片機為控制器，輸入到AVR轉(zhuǎn)速信號為數(shù)字信號，電機電流信號通過AVR內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，這樣為在軟件上實現(xiàn)閉環(huán)反饋控制算法提供了保證。系統(tǒng)經(jīng)過軟硬件設(shè)計調(diào)試證明運行可靠、穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。