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基于STM32的无刷直流电机控制器硬件电路设计及实验研究张修太;翟亚芳;赵建周【摘要】The hardware circuit of Brushless DC motor controller is designed by taking STM32F103C8T6 as the core,which mainly includes PWM driving circuits made up of IR2310,inverter circuit formed by IRF3808,speed feedback circuit composed of incremental rotary encoder and so on. Speed servo control system or position servo control system can be composed of BLDM controller with computer or PLC through CAN communication interface or RS232 serial communication interface.By using the hardware in the loop simulation platform built by xPC target,the PI parameters are set up. The Speed servo response performance of the controller is tested. When the speed is 2 400 rpm,the response time of the controller is 0.32 s. The experimental results show that the system has the advantages of high reliability,high stability and fast response speed,which can meet the speed contrd performance requirements of upper limb rehabilitation robot's mechanical arm.%以STM32F103C8T6为核心,设计了无刷直流电机控制器硬件电路.电路主要包括IR2310构成的PWM驱动电路、IRF3808构成的逆变电路、增量式旋转编码构成的速度反馈电路.控制器具有CAN 和RS232通信接口,可与计算机或PLC构成速度或位置伺服系统.利用由xPC目标搭建的半实物仿真平台对PI参数进行整定.测试了控制器的速度伺服响应性能,给定速度为2400 rpm时,控制器响应时间为0.32 s.实验结果表明,系统工作可靠,稳定性好,响应速度快,可以满足上肢康复机器人的机械臂速度控制性能要求.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2018(041)001【总页数】4页(P141-144)【关键词】电机控制器;无刷直流电机;STM32;脉宽调制;CAN;PID;xPC目标;半实物仿真【作者】张修太;翟亚芳;赵建周【作者单位】安阳工学院电子信息与电气工程学院,河南安阳455000;安阳工学院电子信息与电气工程学院,河南安阳455000;安阳工学院电子信息与电气工程学院,河南安阳455000【正文语种】中文【中图分类】TP273.5无刷直流电机与有刷直流电机相比,具有功耗低、换向可靠,体积小、重量轻、输出扭矩大,使用寿命长等优点,在工业控制、医疗器械、家用电器等领域有广阔的应用前景。
基于stm32微控制器的直流电机驱动器设计作者：闫要鹏来源：《电子技术与软件工程》2016年第20期摘要在各类电机设备中，直流电机以其良好的调速特性、启动和制动性能，在工业、冶金、机械制造等现代化工业部门得到了广泛的应用；为了增强电机驱动器的精确控制功能和可移植性，本次基于stm32微控制器对直流电机驱动器进行了研究。
【关键词】直流电机精确控制可移植性 stm32微控制器大部分直流电机驱动在系统中集成，依靠控制器对外部参数进行分析处理后输出的驱动指令来实现各种动作，在集成电路的条件下可完成直流电机的保护和驱动，但驱动部分无法移植；本次研究拟设计一种基于stm32微控制器的直流电机驱动器，实现电机控制、检测、保护、通讯、显示为一体，具有响应速度快、控制精度高的特点，同时也保证了可移植性。
1 总设计方案以stm32主控芯片为控制系统，其余组成部分为驱动电路、电源电路、检测电路、显示电路、通信电路等。
该驱动器拟设计成双电机驱动模式，在根据指令完成保护、驱动操作的同时还能对电机运行参数进行实时监测显示和反馈，如图1所示。
2 电路硬件设计2.1 控制系统本驱动器采用STM32F103RCT6微处理器，基于Cortex-M3内核，最高的时钟频率为72MHZ，拥有丰富的外设资源，包含了DMA控制器、ADC、还拥有专用于电机控制的高级定时器，有强大的边沿捕获能力和PWM功能，可以使设计大大的简化，系统总功耗降低；采用SWD仿真接口，引脚更少，连接更为简单安全，代码也能以更快的速度下载到Flash当中。
2.2 驱动电路驱动器采用VNH3SP30芯片作为电机驱动单元，VNH3SP30是意法半导体公司生产的专用于电机驱动的大电流功率集成芯片，最大电流为30A、电源电压高达40V，内含欠压、过压保护电路，具有过热报警输出和自动关断等功能。
STM32单片机通过光耦隔离来实现对驱动芯片的控制和信号反馈，单片机通过控制INA 和INB管脚高低电平来实现电机的正反转及制动，通过PWM信号控制电机转速，ENA和ENB管脚实现芯片的过热、过压、欠压及过流反馈，如图2所示。
2015届毕业生毕业论文题目: 基于STM32的电动摩托车无刷直流电机控制器的设计2015 年5月20日摘要电动摩托车具有零排放、低噪声等许多优点,是现代绿色环保交通工具,由于比较方便、快捷,所以许多人选择它作为自己的出行工具，成为大中城市公共交通的补充。
电动摩托车上一般用的都是无刷直流电机，所以电动摩托车控制器的质量非常重要。
本文首先介绍了无刷直流电机结构和换向原理，紧接着介绍了波脉宽调速原理直和流无刷电机的工作原理。
然后做相关的电路图设计，主控芯片的选择、电流检测电路、霍尔位置传感器信号检测电路、电源转换与电压采样电路、电机驱动电路设计、刹车和调速电路设计、STM32 芯片无刷电机控制接口电路，这些电路图设计是控制器的关键部分。
接着叙述了软件部分的设计，主要包括：主程序的设计、过流保护、欠压保护、电制动程序等。
通过输入程序可以改变PWM波的占空比，所以电枢电压的大小也可以调节，进而调节转速。
最后采用STM32单片机为控制核心,设计了电流检测保护电路、位置信号检测电路、电源转换电路、欠压保护电路等,由于单片机成本低、功能强大、运算能力强等优点,提高了控制系统的可靠性的同时,也降低了控制成本。
我们不仅完成电机控制器的设计，同时也加深了相关知识的理解和联系。
关键词：无刷直流电机、stm32、电路设计、目录1、绪论 (3)1.1电动车的现状 (3)1.2研究电动车的意义 (4)1.3本论文的主要工作 (4)2无刷直流电机控制系统的设计 (5)2.1. 直流无刷电机的结构 (5)2.2 直流无刷电机的工作原理和控制方法 (6)2.3 单片机选型 (8)2.4 无刷直流电机选型 (11)3系统硬件电路的设计 (13)3.1硬件系统总体结构设计 (13)3.2电源电路设计 (13)3.3无刷直流电机霍尔位置传感器接口电路设计 (14)3.4 刹车和调速电路设计 (15)3.5过流保护电路 (16)3.6三相全桥驱动电路 (17)3.7 过压、欠压保护电路 (18)4系统软件设计 (19)4.1 系统整体软件设计 (20)4.2直流无刷电机控制的软件设计 (22)4.3系统各部分功能在软件中的实现 (24)4.4 STM32检测霍尔信号和输出PWM软件设计 (25)5.总结和展望 (27)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)1、绪论1.1电动车的现状随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,机动车保有量逐渐增加,环境污染也因此越来越严重,所以寻找低排放的技术和可再生资源称为一个重要课题。
基于STM32的无刷直流电机驱动器设计作者：马宗毅曾绍稳来源：《科技创新与应用》2016年第10期摘要：利用主控制器STM32所具有的优势，设计无位置传感器无刷直流电机为控制对象的驱动器，包括功率驱动电路、三相逆变电路、反电动势检测电路和电流与电压监测电路。
该驱动器设计成本较低，具有一定的应用价值。
关键词：STM32；无位置传感器；无刷直流电机1 概述与8位单片机有限指令和性能相比，32位STM32处理器的工作频率达到72MHZ，处理能力达到1.25DMIPS，能实现高端运算能力；与32位DSP高成本和高功效相比，32位STM32处理器具有出众的功耗控制和明显价格优势，同时其内部高度集成，具有创新而丰富的外设，更加利于控制系统的开发。
同时STM32中的STM32F103增强型系列具有专门为实现电机控制的高级定时器，以及转换速度为1MHZ、精度为12位的ADC[1]。
无刷直流电机既具有直流电机调速性能良好、运行效率较高等的特征，又具有交流电机构造简单、故障率低等的特点，具备两者优势，具有广阔应用前景。
无刷直流电机分为有位置传感器和无位置传感器两种，两者相比，后者具有许多优势：缩小了无刷电机的体积和成本；增强了抗干扰能力，扩大在高温、高腐蚀性等特殊场合的使用范围；提高了系统可靠性，降低电机的维护工作量[2]。
本设计以无位置传感器无刷直流电机为控制对象。
2 硬件设计2.1 硬件总体结构利用STM32较强控制性能及丰富外设，使硬件设计较为简单，所占空间较小，进一步降低成本，图1所示为驱动器硬件框图，以STM32为控制核心，包括电源电路、功率驱动电路、三相逆变电路、反电动势检测电路、电流监测电路、电压监测电路和串口通信电路。
在设计中选用STM32F103型号，其I/O口分配为：PA8端口（TIM1_CH1）、PA9（TIM1_CH2）端口和PA10（TIM1_CH3）端口分别与功率驱动电路的高边控制端HIN相连，PD9、PD10和PD11端口分别与低边控制端LIN相连；PA1（ADC1_IN1）、PA2（ADC1_IN2）和PA3（ADC1_IN3）端口与反电动势检测电路相连；PC0（ADC1_IN10）端口与电流监测电路相连；PC1（ADC1_IN11）端口与电压监测电路相连；PD5、PD6端口与通信电路相连；PC6、PC7端口分别与两个LED灯相连，作为警报信息；预留的IO管脚可用于后期的扩展开发。
基于STM32F103的直流无刷电机电流控制摘要：STM32F103作为一种高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于电机控制领域。
本文基于STM32F103设计了一种直流无刷电机电流控制系统。
通过ADC采样电机电流，通过PID算法控制PWM输出，达到对电机电流进行精确控制的目的。
实验结果表明，该系统可以有效地实现直流无刷电机电流控制，为直流无刷电机控制领域提供了一种有效的解决方案。
关键词：STM32F103、直流无刷电机、电流控制、PWM、PID算法正文：直流无刷电机具有体积小、转速高、效率高等优点，在智能电动工具、汽车电子等领域都有广泛的应用。
在直流无刷电机控制中，电流控制是一项非常重要的控制方法。
本文基于STM32F103设计了一种直流无刷电机电流控制系统。
该系统采用了PID算法控制PWM输出，以达到对电机电流的精确控制。
注意，为了保证控制效果，我们必须在电机电流采样后进行一定的滤波，以消除采样误差及外界干扰，保证系统的稳定性和精度。
本文中，我们使用了一阶低通滤波器进行电流滤波处理。
在硬件方面，我们采用了STM32F103微控制器作为主控核心，配合各类传感器和驱动芯片。
在软件方面，我们采用了Keil MDK-ARM软件开发工具和STM32F1开发包进行开发实现。
实验表明，该系统能够实现对直流无刷电机的稳定电流控制，并能够在实际应用中取得良好的效果。
该系统具有技术先进、成本低廉、易于移植等优点，可以为直流无刷电机控制领域提供一种有效的解决方案。
结论：本文基于STM32F103设计了一种直流无刷电机电流控制系统，采用了PID算法控制PWM输出，以达到对电机电流的精确控制。
实验结果表明，该系统能够有效地实现直流无刷电机电流控制，为直流无刷电机控制领域提供了一种有效的解决方案。
接下来，本文将进一步探讨STM32F103在直流无刷电机电流控制领域的应用。
首先，我们将介绍STM32F103的特点和优势，以及在电机控制中的应用。
基于STM32的无刷直流电机控制器发布时间：2014-05-07 作者：周文君官洪运摘要：无刷直流电机是永磁式同步电机的一种。
它既具备交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点，又具备直流电机运行效率高、调速性能好等特点，而且还有起动力矩大、起动电流小、噪声低、体积小等优点，因此被广泛应用于工业控制领域。
STM32F107系列芯片是具有ARM Cortex-M3内核的可用于工业控制领域的芯片，具有强大的处理能力和丰富的片载外设，非常适合制作低价位的无刷直流电机的控制器。
本文研究了模糊自适应PID控制算法在无刷直流电机中的应用，并设计了低价位的STM32F107VCT6来控制无刷直流电机，完成了无刷直流电机控制器的制作及调试工作。
实验结果表明，与传统的PID控制相比，模糊自适应PID控制的无刷直流电机控制系统具有转速响应快，超调量小等优点，使系统对扰动和参数变化都具有较强的鲁棒性，达到了较好的控制效果；而且基于STM32的控制器价位低。
关键词：无刷直流电机；自适应；PID控制；参数自整定；STM320 引言无刷直流电机的起动力矩大，起动电流小，运行效率高，调速性能好，噪声低，体积小，被广泛应用于工业生产控制领域。
但是，它又具有时变性、非线性、强耦合等特点，传统的PID 控制难以达到控制器的性能要求。
本文在传统的PID 控制基础上采用模糊自适应算法，自动实现对PID参数的自整定。
学者们研究出了许多以单片机或DSP 为核心的数字控制器。
然而，以单片机为核心的控制器虽然性能好，但运算速度和内存有限，难以运行许多复杂的控制算法；以DSP （Digital Signal Processor）为核心的控制器虽然可以实现一些复杂的控制算法，但是DSP芯片的成本相对较高，设计复杂，研发周期长，成本高。
意法半导体公司在2007 年推出了最新的32 位闪存微控制器——STM32系列芯片，使用ARM 公司最新的突破性的Cortex-M3 内核，能满足现代嵌入式系统的要求，并且特别为无刷直流电机提供了 6 路脉宽调制信号（PWM）输出。
