基于A(yíng)Tmega8的大功率直流電機控制系統設計與實(shí)現

　　3、電機驅動(dòng)和電流檢測電路

　　主要是通過(guò)MOSFET的導通和關(guān)斷將直流逆變?yōu)榻涣麟?，通過(guò)變壓器將逆變過(guò)后的交流電整流為直流電，在變壓器中我們實(shí)現了升壓的過(guò)程。其中最重要的是要實(shí)現H橋中MOSFET控制時(shí)要求對管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間要一樣。這樣才能保證變壓器不處于飽和狀態(tài)。從而實(shí)現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(lái)實(shí)現對電流的檢測。

圖2 主程序流程圖

　　4、速度檢測電路

　　將信號盤(pán)安裝在電動(dòng)機的轉軸上，光電轉速傳感器正對著(zhù)信號盤(pán)。當信號盤(pán)轉動(dòng)時(shí)，光電元件就會(huì )輸出周期性脈沖信號。信號盤(pán)旋轉360度產(chǎn)生的脈沖數，和其上面的齒數相等。因此脈沖信號的頻率大小就反映了電動(dòng)機轉速的大小。

　　三、軟件設計

　　主程序是一個(gè)循環(huán)程序，其主要思路是，首先先設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(guò)卡爾曼濾波器濾波后得到輸入信號的值，再將著(zhù)兩個(gè)值分別和設定值相比較得到一個(gè)誤差值，將誤差送給電流轉速閉環(huán)PI調節（PI調節器輸出計算和PWM脈寬調節）。PI調節器輸出計算在轉速值和電流值更新后進(jìn)行，否則輸出脈沖只根據PI運算的歷史值變化，PWM脈寬調節是脈寬從當前值平滑變化到PI調節器計算出的新值，實(shí)現平滑調速。

　　四、結論

　　本系統通過(guò)對直流電動(dòng)機數學(xué)模型分析，建立了勵磁直流電動(dòng)機的電樞電壓結合勵磁電壓的電動(dòng)機控制方案，并對勵磁直流電動(dòng)機的控制方法進(jìn)行了改進(jìn)，采用了轉速環(huán)－電流環(huán)雙閉環(huán)反饋控制系統，通過(guò)PI算法調節電動(dòng)機的轉速。此設計采用的是AVR單片機為控制器，輸入到AVR轉速信號為數字信號，電機電流信號通過(guò)AVR內的模數轉換器轉換為數字信號，這樣為在軟件上實(shí)現閉環(huán)反饋控制算法提供了保證。系統經(jīng)過(guò)軟硬件設計調試證明運行可靠、穩定，達到了預期的目標。