基于CAN总线的直流无刷电机控制系统设计文献综述

 2022-07-29 15:08:15

文献综述

题目:基于CAN总线的直流无刷电机控制系统设计

摘要:

众所周知电动汽车因其清洁无污染和能量效率高的优点俨然已经成为了现代汽车领域研究的热点,而电机控制作为电动汽车研究的重要技术之一,如何研发设计出动态性能好,稳定性强,可闻噪音低,结构简易且价格低廉的控制系统也已成为热点和难点。一般来讲,电机主要分为两种类型:交流电机和直流电机。由于交流电机的调速和启动性能比较差,在转速、转矩要求严格的场所,交流电机很少被使用。相对于交流电机,直流电机转速调节快,转矩大,很多场合都把直流电机作为主要控制对象。本文主要研究直流电机的其中一种类型一无刷直流电机,无刷直流电机是随着电机技术和永磁材料的兴起而出现的一种新型电机,是直流电机的一种特殊形式。它具有体巧小、效率高、调速性好、控制简单和便于实现数字化控制等优点,在诸多领域中都得到很广泛的应用。因此,研究无刷直流电机控制系统具有很深远的意义。CAN(Controller Area Network)总线属于工业现场总线的范畴,是目前流行的现场总线控制系统之一。与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,同时具备了现场总线的优点。汽车上常采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。因此本课题设计基于CAN总线的直流无刷电机控制系统,通过上位机软件实现对无刷直流电机的有霍尔传感器、无霍尔传感器等控制对于改善电动汽车控制系统具有重大发展意义。

本课题设计内容包括硬件和软件系统。硬件系统采用STM32单片机作为控制器,设计电源模块、电机驱动模块和CAN总线通信模块等。软件部分利用Altium Desinger设计电路原理图和PCB图,利用Keil uvision编写单片机程序,实现单片机和上位机之间的通信和上位机对电机的控制。预期可以实现通过上位机软件对无刷电机的转速和其它被控制量的控制研究。

关键词:上位机; STM32单片机;CAN BUS;PCB;无刷直流电机;

引言:

电动汽车具有清洁无污染和能量效率高的优点,因此电动汽车是当前的研究热点。电机及其控制系统是电动汽车的功力来源,直流无刷电机具有外特性的线性度高,易于控制,转速调节范围大,响应速度快等优点,对直流无刷电机控制系统的研究对电动汽车的发展具有重要的意义。CAN(Controller Area Network)总线属于工业现场总线的范畴,是目前流行的现场总线控制系统之一,与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,同时具备了现场总线的优点。汽车上常采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。

因此本课题设计基于CAN总线的直流无刷电机控制系统,通过上位机软件实现对电机的有霍尔传感器、无霍尔传感器等控制。

一、国内外研究现状:

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