基于PIG单片机的永磁无刷直流电机控制系统

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摘要:本文简要介绍了PICl6F877A单片机的基本性能,又以 永磁无刷直流电机为控制的对象.分析了PICl6F877A单片 机在电机控制中的应用,并给出了硬件设计方案、软件策略及最后结论。
' ^' R5 M9 J/ I! i+ m# q0 B关键词IC单片机;电机控制应用;脉冲宽度调制


引言
4 X# T- U* t( ]近年来。随着电机调速技术的发展。逐渐形成了 由无刷结构代替有刷结构、由数字控制代替模拟控制 的局面。永磁无刷直流电机(PM—BLDC).不仅具有交流 电机结构简单、运行可靠、维护方便的特点,而且具备直流电机那样良好的调速特性和无机械式换向器,而 且反馈装置简单,输出转矩大,可以使电动机和逆变 器得到更充分的应用。因此,永磁无刷直流电机在各 个领域得到了广泛的应用。在电机的数字调速控制 中,选择高效可靠的控制单片机将使控制系统的硬件 电路简单可靠、软件编制方便,系统整体性能得以提 高。PIC单片机更好地适应了复杂的电机数字控制的 工业需求,对较廉价的直流无刷电机、交流异步电机 或开关磁阻电机为控制对象。更有效地利用了PIC单 片机的高性能,特别是PIC 16F877A单片机还具备脉 冲宽度调制(PWM)输出,实现直流电机调速特别方便 快捷。本文介绍的就是用PICl6F877A单片机对永磁 无刷直流电机的控制。
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$ N( A$ @7 z. y% ]/ W+ r1 m1 PICl6F877A单片机功能简介
PICl6F877A单片机内部有8K'14的FLASH程 序存储器和512字的RAM数据存储器;不仅采用哈佛体系结构,而且还采用哈佛总线结构,流水线操作, PICl6F877A大大提高了指令执行速度。PIC单片机的系统时钟可以工作在DC一20MHz的频率范围之内,优化的CPU结构,加上精简指令集(RISC)技术,更加快 了指令执行速度,这为复杂控制算法的实现提供了良好的条件。PICl6F877A单片机具有5个输入/输出端口,特别需要指出的是单片机内置了两个CCP模块,即输入 捕捉、输出比较、脉宽调制模块。本系统就是利用了 PIC单片机此脉宽调制模块输出脉宽可调的信号,实 现直流电机调速。
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* j( ~1 f& _, r- O6 d2 s  O2基于PICl6F877A单片机的电机控制系统方案
2.1控制系统的硬件构成 系统主要由、存储器扩展模块、驱动放大电路、
BLDC电机、电流检测装置和光盘编码器组成,其构成 原理如图1所示。当PIC单片机接收到参考输入(转角 和角速度),将其转换为PWM输出,经过驱动放大送给 电机,产生输出。通过电流检测装置检测相电流,完成 过流保护;光盘编码器检测电机的转动方向及转角, 反馈回PIC单片机,形成闭环控制.实时有效地控制运动精度。

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