無刷直流電機控制系統(tǒng)的軟件用c語言設計而成，采用模塊化編程和結(jié)構(gòu)化編程，即將程序分解成若干個小模塊，各個模塊保持相對的獨立性，只靠少量的出入口參數(shù)聯(lián)系這樣使程序的調(diào)試、修改、維護都比較方便;各個模塊利用嚴格的轉(zhuǎn)移和調(diào)用語句組成一個嚴密的整體。主要實現(xiàn)無位置傳感器無刷直流電機的位置檢測、轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)、pwm信號的產(chǎn)生等功能。由主程序、子程序和中斷服務程序組成。

主程序設計

主程序主要實現(xiàn)：系統(tǒng)的定時器、i/o口、相關外圍設備等系統(tǒng)的初始化;看門狗初始化;st7mc1k2的中斷優(yōu)先級的設置;idle、start、run、brake和stop五種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換及其各自所做出的相應處理程序。當系統(tǒng)進行初始化并進行相應的中斷處理以后將進入主循環(huán)，主循環(huán)包括鍵掃描、i/o口處理、電機啟動、五種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換及其電壓電流模式的轉(zhuǎn)換等，流程圖見圖4：

子程序設計

子程序模塊包括i/o口初始化子程序、定時器a子程序、外圍設備初始化子程序、看門狗初始化和刷新子程序、a/d轉(zhuǎn)換子程序、電機預定位子程序、運放設置子程序、閉環(huán)調(diào)節(jié)子程序、周期轉(zhuǎn)頻率子程序等。各模塊相對獨立又通過一定的參數(shù)出入口聯(lián)系。

中斷程序

中斷程序包括定時器a的中斷處理程序、換相和消磁中斷處理程序、速率更新中斷處理程序、過零檢測中斷處理程序等。此無刷直流電機采用典型的六步控制方式來進行控制，這部分程序嵌入到換相與中斷處理程序中去，六步控制的相關寄存器設置見圖5所示。

實驗結(jié)果及其分析

采用上述理論，這里采用austere48v無刷直流電機，啟動最大電流18a，正常運行時10-15a，結(jié)合相關硬件和軟件設計，已經(jīng)成功地實現(xiàn)了對電動摩托車上無位置傳感器無刷直流電機控制。實驗結(jié)果表明，在電源電壓一定的情況下，隨著控制信號pwm波占空比不斷增大，電動機上的平均電壓隨之變大，速度亦相應上升。圖6為整個過程的相電流波形，圖7為正常運行時的相電壓波形。圖6中過程可以分析如下：電機采用三步啟動方式，先進行轉(zhuǎn)子預定位，然后同步加速，加速到一定階段后可以檢測到反電動勢，當檢測到兩個反電動勢后進入自動切換模式，此時先用電流模式，然后切換到電壓模式由轉(zhuǎn)把控制占空比以控制電機速度。

結(jié)語

作為有著廣泛市場前景和巨大社會效益的新型綠色交通工具，電動摩托車日益受到各生產(chǎn)廠家、研究機構(gòu)、廣大消費者的喜愛。本文介紹了以意法公司生產(chǎn)的st7fmc1k2專用電機控制芯片設計了一套無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)。實驗結(jié)果表明，此設計到達了很好的控制效果，同時它簡化了系統(tǒng)線路，減小控制器體積，提高了系統(tǒng)運行效率，增長了壽命，加強了靈活性和可靠性，具有好的市場推廣價值。

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