下载文档原格式
基于STM32的无刷直流电机控制系统研究一、本文概述随着现代工业技术的快速发展，无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDC）因其高效能、长寿命、低噪音等优点，在许多领域，如家电、电动汽车、航空航天等领域得到广泛应用。
然而，要想充分发挥无刷直流电机的优势，其控制系统的设计与实现显得尤为重要。
因此，本文旨在深入研究基于STM32的无刷直流电机控制系统的设计原理、实现方法以及性能优化，以期为无刷直流电机的更广泛应用提供理论支持和实践指导。
本文将介绍无刷直流电机的基本工作原理及其控制系统的组成，为后续研究奠定理论基础。
接着，将详细阐述基于STM32的无刷直流电机控制系统的硬件设计，包括电机驱动电路、电源电路、传感器电路等关键部分的设计和实现。
在此基础上，本文将重点讨论控制系统的软件设计，包括电机控制算法、运动控制策略以及保护策略等，以提升电机运行的稳定性和可靠性。
本文还将对基于STM32的无刷直流电机控制系统的性能进行优化研究，通过改进控制算法、优化硬件结构等方式，提高电机的运行效率、降低能耗，并提升系统的整体性能。
本文将通过实验验证所设计的控制系统的有效性和可靠性，为无刷直流电机的实际应用提供有力支持。
本文旨在全面、深入地研究基于STM32的无刷直流电机控制系统的设计、实现及性能优化，为无刷直流电机的广泛应用提供理论支持和实践指导。
通过本文的研究，期望能够为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考和启示。
二、无刷直流电机控制理论基础无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDC）是一种通过电子换相器替代传统机械换向器的直流电机。
它结合了直流电机和同步电机的优点，具有高效、高转矩密度、低噪音和低维护成本等特点，因此在许多应用中逐渐取代了传统的有刷直流电机。
无刷直流电机主要由定子、转子、电子换相器和位置传感器组成。
定子上的绕组通过电子换相器供电，形成旋转磁场。
转子上的永磁体在这个旋转磁场的作用下转动，实现电能到机械能的转换。
毕业设计开题报告
题目：基于STM32的直流无刷电动机
调速系统设计
学院：
学生：
学号：
指导教师：
完成时间：
四、所需条件及落实措施：
1.理论基础：
常用无刷直流电机的逆变器采用三相桥式主回电路的控制方式一般有2 种：二二
导通模式和三三导通模式，根据图2换相时序图可知，这两种工作方式，一个周期
都存在6 种导通状态，以60°电角度为间隔改变。
由于两种导通模式相比较，二二导通较三三导通方式电磁转矩更大，稳定性更好，而且结合本文的反电动势检测法，使控制更为简单。
所以本系统设计采用的是传统的二二导通模式，即任意时刻都有而且只有2 只开关管导通。
可以推出功率管的导通顺序依次是：T6、T1-> T1、T2-> T2、T3-> T3 、T4 ->T4、T5-> T5、T6。
每个功率管导通120°电角度，之间间隔60°电角度，并处于关断状态，可以很好的避免死区的产生而发生主回路直通短路，此种工作方式称为两相导通星型三相6 状态方式。
由此可见逆变器功率管的换相时刻精准确定就成为了调速控制的重中之重。
图2 直流无刷电动机的工作原理
2.设备和器材：
示波器、万用表、电烙铁、焊锡丝、螺丝刀、直流无刷电动机、导线若干、电子元。
软件设计说明书目录摘要 (3)1详细设计 (3)1 .1软件简述 (3)1 .2软件功能描述 (4)1 .3温度检测及显示模块设计 (6)1 .4热释电红外传感模块 (9)1 .5中断子程序设计 (12)1 .6中断子程序设计 (13)2编程协定 (14)2 .1操作系统 (14)2 .2调试工具 (15)2 .3编译链接工具 (15)摘要为了响应国家高效节能、低碳环保的可持续发展战略，各大生产厂商纷纷开始研制各种新型环保节能交通工具，在这种严峻的情况下，电动车等新型交通工具的出现无疑给人们带来很大希望。
电动车以其低污染、高效率、节能环保的特点受到了开发人员和普通大众的喜爱，并在逐渐替代那些高污染、低效率的交通工具，从而在一定程度上缓解了能源短缺和环境污染问题给人们带来的困扰。
电机及其控制器是电动车的核心，而电机作为电动车的动力源头，无疑是电动车最重要的组成部分。
传统的有刷直流电机调速范围宽、起动转矩大、机械性能好，因而长期以来一直广泛应用于各种电机伺服驱动系统，然而由于传统直流电机自身带有电刷和换向器的结构缺陷，工作时电机的换向器容易产生电火花，使得电机的可靠性大大降低，而且电机长时间工作还会严重磨损电刷，直接影响着电机的性能和使用寿命。
近年来，随着稀土永磁新材料的开发、自动控制技术以及电力电子技术，特别是大功率开关器件的快速发展，使得无刷直流电机也得到了迅速发展和广泛认可。
无刷直流电机既保留了有刷直流电机调速范围宽、起动转矩大、运行效率高等直流电机的优良特性，同时也摒弃了有刷直流电机存在电刷和换向器的结构缺陷，使得电机结构更加简单，运行更加可靠，性能更加优良，因而在当今国民经济的各个领域得到了广泛应用，目前无刷直流电机的应用已从最初的军事工业领域，迅速发展到了航空航天、信息、医疗、家电以及工业自动化等众多领域。
关键词控制器低碳环保1 详细设计1 .1软件简述为无刷直流电机的工作原理框图，它主要由直流电源、控制器、电子开关电路、位置传感器和电动机本体等部分组成，其中外部直流电源用于为整个系统提供工作电压。
毕业设计论文基于STM32的电机驱动系统的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
(《嵌入式系统及接口技术》课程大作业)课程名称：嵌入式系统及接口技术班级专业：姓名学号：指导老师：电动摩托车控制器中的电机PWM调速摘要：随着“低碳”社会理念的深入，新型的电动摩托车发展迅速，逐渐成为人们主要的代步工具之一，由于直流无刷电机的种种优点，在电动摩托车中也得到了广泛应用，因此，本文控制部分主要介绍一种基于STM32F103芯片的新型直流无刷电机调速控制系统，这里主要通过PWM技术来进行电机的调速控制，且运行稳定，安全可靠，成本低，具有深远的意义。
1.总体设计概述1.1 直流无刷电机及工作原理直流无刷电机（简称BLDCM），由于利用电子换向取代了传统的机械电刷和换向器，使得其电磁性能可靠，结构简单，易于维护，既保持了直流电机的优点又避免了直流电机因电刷而引起的缺陷，因此，被广泛应用。
另外，由于直流无刷电机专用控制芯片价格昂贵，本文介绍了一种基于STM32的新型直流无刷电机控制系统，既可降低直流无刷电机的应用成本，又弥补了专用处理器功能单一的缺点，具有重要的现实意义和发展前景。
工作原理：直流无刷电机是同步电机的一种，其转子为永磁体，而定子则为三个按照星形连接方式连接起来的线圈，根据同步电机的原理，如果电子线圈产生一个旋转的磁场，则永磁体的转子也会随着这个磁场转动因此，驱动直流无刷电机的根本是产生旋转的磁场，而这个旋转的磁场可以通过调整A、B、C三相的电流来实现，其需要的电流如图1所示随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。
1.2 总体设计方案总体设计方案的硬件部分详细框图如图1所示。
图1 总体方案系统框图该方案主要运行状况如下：通过摩托车车把的转动来改变其机械位置，然后这个变量通过ADC 转换后，传送其调速信号给STM32F103，另外，霍尔传感器将其对电机速度的检测信号也传送给STM32，在STM32中，首先根据ADC 的值改变PWM 波形，并且与霍尔传感器的检测信号进行叠加，最终输出叠加后的PWM 波形给功率驱动电路，从而驱动电机并对其进行速度的控制和调节。
基于STM32的无刷直流电机控制系统设计随着现代工业技术的不断发展，无刷直流电机在各行各业中得到了广泛的应用。
无刷直流电机具有结构简单、效率高、寿命长等优点，因此在工业控制系统中得到了广泛的应用。
为了更好地满足工业生产的需求，研发出一套基于STM32的无刷直流电机控制系统，对于提高工业生产效率、减少人力成本具有非常重要的意义。
1. 系统设计需求1.1 电机控制需求电机控制系统需要能够实现对无刷直流电机的启动、停止、加速、减速等控制功能，以满足不同工业生产环境下的需求。
1.2 控制精度要求控制系统需要具有较高的控制精度，能够实现对电机的精确控制，提高生产效率。
1.3 系统稳定性和可靠性系统需要具有良好的稳定性和可靠性，确保在长时间运行的情况下能够正常工作，减少故障率。
1.4 节能环保控制系统需要具有节能环保的特点，能够有效降低能耗，减少对环境的影响。
2. 系统设计方案2.1 选用STM32微控制器选用STM32系列微控制器作为控制系统的核心，STM32系列微控制器具有性能强大、低功耗、丰富的外设接口等优点，能够满足对控制系统的各项要求。
2.2 传感器选型选用合适的传感器对电机运行状态进行监测，以实现对电机的精确控制，提高控制系统的稳定性和可靠性。
2.3 驱动电路设计设计合适的驱动电路，能够实现对无刷直流电机的启动、停止、加速、减速等控制，并且具有较高的控制精度。
2.4 控制算法设计设计优化的控制算法，能够实现对电机的精确控制，提高控制系统的稳定性和可靠性，同时具有节能环保的特点。
3. 系统实现与测试3.1 硬件设计按照系统设计方案，完成硬件设计，并且进行相应的电路仿真和验证。
3.2 软件设计编写控制系统的软件程序，包括控制算法实现、传感器数据采集和处理、驱动电路控制等方面。
3.3 系统测试对设计好的控制系统进行各项功能测试，包括启动、停止、加速、减速等控制功能的测试，以及系统稳定性和可靠性的测试。
无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计学号：1008421057本科毕业论文（设计）(2014届)直流无刷电机控制系统的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程姓名胡杰指导教师陆俊峰陈兵兵高工助教2014年4月摘要无刷直流电机的基础是有刷直流电机，无刷直流电机是在其基础上发展起来的。
现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位，但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。
自上世纪以来，人们的生活水平在不断地提高，人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化，而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展，人们对电机的要求也在不断地改变。
现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等，由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。
本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机，主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片，通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。
关键词：控制系统；DSPIC30F2010芯片；无刷直流电机AbstractBrushless dc motor is the basis of brushless dc motor, brushless dc motor is developed on the basis of its. Now in all kinds of brushless dc motor drive applications while it is not the dominant position, but the brushless dc motor has been a great deal of attention.Since the last century, constantly improve the people's standard of living, people in the office, industrial, manufacturing, electrical appliances and other fields increasingly tend to be miniaturization, intelligence, high efficiency, and as all equipment in the field of motor is in constant development, people on the requirements of the motor is in constant change. At this stage of the requirements of the motor is high efficiency, high speed, high precision and so on, so is the application of brushless dc motor as the change of people's requirements and continuously rapid growth.The design of this system mainly through a control system to drive the brushless dc motor, mainly dspic30f2010 chips as the main control chip, through collecting motor feedback control circuit of hall signal and compare and then programmatically to control the speed of brushless motor and started to stop.Keywords: Control system; dspic30f2010 chip; brushless DC motor目录摘要 (I)Abstract (III)目录 (IV)1 引言 01.1 研究背景及意义 01.2 国内外研究现状 (1)1.3 设计任务与要求 (1)2 基本理论 (1)2.1 无刷直流电机的结构以及基本原理 (1)2.2 无刷直流电机的运行特性 (4)2.3 无刷直流电机的应用 (5)3 直流无刷直流电机控制系统的设计 (6)3.1 无刷直流电动机系统的组成部分 (6)3.2 无刷直流电机控制系统的设计 (8)4 直流无刷电机的电路设计 (9)4.1 开关电路的设计 (9)4.2 保护电路的设计 (9)4.3 驱动电路的设计 (10)4.4 反馈电路的设计 (10)4.5 电源电路的设计 (11)5 直流无刷电机控制系统的软件设计 (11)5.1 系统功能的实现 (12)5.2 软件流程图 (12)6 实物成果及展望 (13)致谢 (16)参考文献 (16)附录 (19)1 引言近年来随着微电子技术自动控制技术和新型永磁材料的发展，无刷直流电机的应用越来越广泛。
基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器设计一、本文概述本文主要探讨了基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器的设计。
随着现代科技的不断进步，电机控制技术也在日益成熟。
无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDC）作为一种高效、低噪音的电机类型，被广泛应用于各种工业和消费电子产品中。
然而，传统的无刷直流电机控制器通常需要位置传感器来监测电机的运行状态，这不仅增加了系统的复杂性和成本，还可能因为传感器的故障或误差影响电机的控制效果。
针对这一问题，本文提出了一种基于STM32的无位置传感器无刷直流电机控制器设计方案。
该方案利用STM32微控制器强大的处理能力和灵活的编程接口，结合先进的电机控制算法，实现了对无刷直流电机的无位置传感器控制。
文章首先介绍了无刷直流电机的基本原理和控制方法，然后详细阐述了基于STM32的无位置传感器控制器的硬件和软件设计，包括电机驱动电路、电流采样电路、控制算法等关键部分。
通过实验验证了所设计的无位置传感器无刷直流电机控制器的有效性和可靠性，为无刷直流电机的无位置传感器控制提供了一种新的解决方案。
本文的研究不仅有助于推动无刷直流电机控制技术的发展，还可为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和借鉴。
通过深入研究和不断优化无位置传感器无刷直流电机控制器的设计，有望进一步提高电机的控制精度和效率，降低系统成本和维护难度，推动无刷直流电机在更多领域的应用。
二、无刷直流电机基本原理无刷直流电机（Brushless Direct Current，简称BLDC）是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。
它利用电子换向技术，实现了电机的高效、低噪音、长寿命运行。
无刷直流电机通常由永磁体、定子、转子和电子控制器四部分组成。
无刷直流电机的基本工作原理是电磁感应和换向控制。
当电机定子上的线圈通电时，会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会与转子上的永磁体相互作用，从而使转子产生旋转力矩。
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。
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。
新型能源的交通工具的出现符合社会发展的需求。
汽油摩托车作为现代化的交通工具,虽然有它的好处与优点，但是摩托车所产生的废气和消耗的汽油,造成了一系列问题，比如城市环境污染和能源紧缺。
在这种情况下,发展电动摩托车便是一个重要的方向，它的推广应用和技术开发便是目前一个重要议程。
电动摩托车以蓄电池作为能源，它具有操作简便、舒适方便、污染小等优点。
可以作为广大市民代步工具,它是很合适的绿色环保交通工具,是大中城市公共交通的补充。
是一种值得推广的交通工具，得到越来越多的人的青睐,具有广阔的市场前景。
电动摩托车主要包括两个技术方面,蓄电池技术和电动机技术。
电池是电动摩托车的重要组成部分,它的发展程度高低直接决定电动摩托车的技术水平。
近写些年来,电池技术发展速度相当迅速,密封免维护铅酸电池、镍氢电池、燃料电池等可谓百花齐放,在制造工艺上有了重大改进,在材料特性上取得较大的发展,在研究上出现重大突破,让人们看到了美好的前景。
电动机是电动摩托车的一个重要组成部分,目前在电动摩托车行业内,直流电机的应用范围更加广泛。
主要有有刷高速电机和无刷低速电机。
有刷高速电机这种电机控制系统简单、成本低、系统可靠性高,但是由于需要换向器整流子和电刷,存在着机械磨损,影响电机的使用效率。
由于无刷低速电机没有电刷和传动齿轮,所以它不存在电刷的机械磨损,在运行中几乎没有噪音。
所以不需要经常对电刷进行维护和替换，减少了运行成本。
1.2研究电动车的意义电动车的发展可以缓解大气污染，随着电池技术和电力电子技术的发展，很多国家争先研发电动车。
由于能源危机的显露，石油资源的日趋枯竭、全球温度上升、大气的严重污染，人类必须改善目前的不断恶化的生活环境，因此寻找替代能源，发展电动车是人类的必由之路。
发展电动车的重大意义:促使我国能源结构得到较好的优化，虽然。
我们知道电的来源多种多样，火力、水力、风力、地热、潮汐、核能都可以发电等，电动车的推广可以优化能源生产结构，发展电动车可以保障我国经济发展的能源安全，它有利于减少温室气体和其它有害气体的排放，符合可持续发展战略。
推广电动车可以减少温室气体的排放量，有效缓解大气污染。
发展电动车是大势所趋。
总之，发展电动车是利国利民的好事，有利于节约能源、环境保护、提高就业率，所以发展电动车是一个具有十分重大的意义工程，也是可持续发展战略的伟大创举。
1.3本论文的主要工作本论文考虑到电动摩托车无刷直流驱动电机的结构特点,设计硬件电路的控制系统，有刷电机和无刷电机的通电原理不一样，他们的内部构造也不相同。
无刷直流电机分为带霍尔传感器和无霍尔传感器，目前很多关于无刷直流电机控制器的研究的文章，为无刷直流电机的控制奠定了理论基础，如带霍尔传感器的无刷直流电机驱动原理、电流采样原理等。
本论文中STM32 芯片不仅性能高同时它的成本与功耗比较低，STM32 能够完成复杂的PWM输出，由于它内部具有高级的定时器，例如死区时间设定、刹车功能、等都可以通过软件设定，它不需要在搭建复杂的外围电路。
考察目前无刷直流电动机控制器的生产方案，设计出低成本性能优良的电动摩托车无刷直流电动机控制器，满足相关技术指标符合基本要求。
对一个无刷直流电机控制器设计进行深入的分析，探究把虚拟仿真设计运用到现实产品中设计，缩短开发周期和降低开发成本，对加速电动车的推广普具有重要的意义。
在本论文中主要做以下内容，熟悉无刷直流电机控制器的工作原理。
比较现在无刷直流电机控制器的方案的优缺点，选择最佳方案。
设计适合自己需要的控制电路。
把控制电路通过软件仿真进行验证设计。
寻找适合于的开关电源并设计电源给芯片系统供电。
2无刷直流电机控制系统的设计2.1. 直流无刷电机的结构我们先了解一下直流有刷电机的结构，会发现无刷直流电机的优越性。
有刷电机的转子和定子分别由绕组线圈(电枢)和永磁体构成，采用机械换向器和电刷，这样驱动会变得很简单。
如图2.1所示。
若在电刷 A、B两端通入一定大小的直流电流，电机的换向器就会自动改变电机转子的磁场方向，这样就可以实现直流电机的转子持续的运转下去。
图2.1 有刷直流电机结构示意图但是这样的结构存在一定的缺陷：(1)电刷在换向时极易产生电火花，在很多场所不适合使用。
(2)电机长时间运转电刷会磨损严重，需要经常更换，这样就提高了维护的成本。
无刷直流电机的示意图如图2.2所示，它主要由转子(永磁体)、线圈绕组的定子和位置传感器组成。
无刷直流电机的结构和有刷直流电机正好相反，有刷电机的定子是永磁体，转子是绕组线圈，这种结构使得无刷直流电机无需电刷和换向器，结构简单，无换向火花，运行可靠，易于维护。
使得无刷直流电机的应用场合越来越广泛，无刷直流电机没有换向器和电刷，但是它有位置传感器。
这是因为无刷直流电机不能自动换向，所以无刷直流电机控制器的成本提高了。
图2.2 无刷直流电机示意图图2.2所示无刷直流电机为三相星型无刷直流电机，电动自行车上的无刷直流电机多采用这种电机。
无刷直流电机具有以下优点：(1电动车启动时，无刷直流电机可以提供较大的启动转矩，达到一定速度需要时间较短；(2)由于无刷直流电机的过载能力强，所以电动车所承受的载荷大、爬坡有力；(3)无刷电机的电制动性好，无刷电机的制动可以发电，因此可以提供更多的电力使电动车行走的更远；(4)无刷直流电机可靠性相对较高，无刷直流电机的驱动控制比较简单，所以无刷直流电机控制器的开发周期较短。
目前用的较多的是霍尔位置传感器。
由于它的体积、信噪比较合适且不易受环境的影响，霍尔传感器是以霍尔效应原理为基础工作的一种磁传感器。
可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
它集成了稳压电路，输出电压正比于磁感应强度。
2.2 直流无刷电机的工作原理和控制方法由于无刷直流电机的定子是线圈绕组电枢，转子是永磁体。
如果只给电机通以固定的电流，则电机只能产生不变的磁场，电机不能转动起来，只有实时检测电机转子的位置，在根据转子的位置给电机的不同享通以对应的电流，使定子产生方向均匀变化的旋转磁场，电机才可以跟着磁场转动起来。
无刷直流电机的电机转动原理可以形象的理解为：定子的磁场方向和转子的磁场方向不一致，而由于磁场的相互作用，转子会转动到定子的磁场方向上，使两个磁场方向保持一致。
这时，我们只要使定子的磁场方向以电机中心轴为轴心不断地往一个方向改变，转子就会跟着定子的磁场方向持续的转动起来。
在直流无刷电机中，通过位置传感器输出位置信号，电子换相电路根据输出的位置信号驱动电枢线圈绕组对应的功率开关管，各相绕组轮流通电，在电机定子上产生跳变的旋转磁场用以驱动永磁转子旋转。
随着转子的转动位置传感器输出具有周期性变化的位置信号，驱动电路以位置信号为基准改变电枢绕组的通电状态，从而某一磁极下导体中的电流方向始终保持不变，这就是为什么叫做无刷直流电机，图2.4为直流无刷电机的工作原理框图。
图2.3 直流电机工作原理框图无刷直流电机常用的是三相绕组，而电动自行车所用电机也是三相绕组，本文所有相关的论述都是围绕三相绕组分析的。
无刷直流电机绕组的连接方式有两种：星型链接和三角形链接。
电动自行车电机采用的是星型链接。
控制波脉冲的宽度，波信号占空比也会随着变化而变化，且两者同向变化，电机的转速大小随着绕组线圈的电流增大而增大。
所以，增大波占空比就可以增大三相逆变器控制电机电枢上压，电机的转速也就会增大。
通过软件编程改变波脉冲宽度，就可以改变无刷直流电机电枢上的电压，从而改变电机转速的变化。
2.3 单片机选型方案一：选用STC89C52单片机，STC公司生产的一种高性能、低功耗的8位微控制器。
1）增强型8051单片机；2）能够提供8K字节的程序存储空间；3）512字节数据存储空间；4）内带4K字节EEPROM存储空间；5）可直接使用串口下载；6）32个I/O口；7）MAX810复位电路；8）3个16位定时器/计数器；9）4个外部中断；10）一个7向量4级中断结构；11）最高运作频率35MHz。
图2.4 STC89C52原理图方案二：选用飞思卡尔公司的K60微控制器，Freescale公司的32位Kinetis K60系列MCU。
