电动自行车位置电流双闭环控制器制造技术

本发明专利技术采用位置电流双闭环控制。外环为位置环，自行车曲柄旋转位置作为给定信号，电机旋转位置作为反馈信号，通过位置调节器实现闭环，确保电机的输出位置准确地复现输入位置信号；内环为电流环，通过电流调节器实现，具有抑制启、制动电流，加速电流的响应过程等作用。本发明专利技术可以实现电机向电动自行车提供完全的辅助动力，不仅使骑行感觉更舒畅，更因为省略了采集力矩信号的机械装置，大大降低成本和减少故障率，必将成为电动自行车升级换代产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动自行车驱动控制器。
技术介绍
现有的电动自行车最先进的驱动控制器采用“力矩传感控制方式”，即根据驱动机构输出的力矩大小，通过改变总线电压而改变输出功率，以实现骑行电动自行车时，电机按照设定的要求提供辅助动力。该方式较以前的“速度传感控制方式”，有很大提高，但是仍然不能实现完全的辅助效果，而且采集力矩信号的机械装置，结构复杂、成本高、故障率大。
技术实现思路
本专利技术所采用的技术方案采用控制系统外环为位置环，自行车曲柄旋转位置(角位移)作为给定信号，电机旋转位置(角位移)作为反馈信号，通过位置调节器(APR)实现闭环，确保电机的输出位置准确地复现输入位置信号；控制系统内环为电流环，通过电流调节器(ACR)实现，具有抑制启、制动电流，加速电流的响应过程等作用。本专利技术的有益效果是提供了一种新型电动自行车驱动控制器，可以实现电机向电动自行车提供的完全的辅助动力，骑行感觉更舒畅，特别是省略了采集力矩信号的机械装置，大大降低成本和减少故障率，成为升级换代产品。附图说明下面结合附图和实例对本专利技术进一步说明。图1是位置电流双闭环控制系统原理图，图2是位置电流双闭环控制系统硬件结构图。图1中CPS为曲柄位置信号发生器、APR为位置调节器、ACR为电流调节器、PWM 为脉宽调制器、PWM为电机位置传感器。具体实施例方式曲柄位置信号发生器(CPQ产生的信号作为给定位置信号θ 电机位置传感器 (BQ)采集的电机转子位置信号作为反馈信号θ，两者一起送给位置调节器(APR)形成位置闭环。位置调节器的输出作为电流信号的给定值Γ，与电机反馈的电流信号ι 一起送入电流调节器(ACR)形成电流环。电流调节器的输出送给PWM脉宽调节器，形成PWM调制波，控制输入到电机的实际电压，从而实现电机的控制。具体硬件实现采用Texas Instrument (Tl)公司生产的TMS320LF2407DSP控制器作为主控芯片。转子位置信号采用位置传感器(BQ)检测，送入DSP控制器一方面与位置给定信号比较构成位置闭环，另一方面作为PWM的换相信号。电流信号通过串联在主回路中的采样电阻获得，电流信号一方面输入到DSP的ADCINx(χ = 1，2，3)引脚，通过A/D转换单元行转换为数字信号，用于电流闭环调节；另一方面可用于电流保护。由DSP控制器输出六路PWM信号(PWM1-PWM6)，来控制逆变器的开关管。PWM波输出受换相信号和位置调节器的控制。位置调节器(APR)和电流调节器(ACR)采用PID算法实现。权利要求1.一种电动自行车位置电流双闭环控制器包括以下部件组成(1)曲柄位置信号发生器、⑵位置调节器、⑶电流调节器、⑷脉宽调制器、(5)电机位置传感器，其特征是控制系统采用位置电流双闭环方式，通过位置闭环确保电机的输出位置准确地复现输入位置信号，同时通过电流闭环实现抑制启、制动电流，加速电流响应过程，以达到理想的调速目的。2.根据权利要求1所述的曲柄位置信号发生器其特征在于采用光电传感器采集曲柄位置信号，作为系统的输入信号。3.根据权利要求1所述的位置调节器其特征在于通过位置调节器实现位置闭环，确保电机输出位置准确复现输入位置信号。4.根据权利要求1所述的电流调节器其特征在于通过电流调节器实现电流闭环，达到抑制启、制动电流，加速电流响应过程的目的。5.根据权利要求1所述的脉宽调制器其特征在于采用PWM脉宽调制技术，通过改变 PWM控制脉冲的占空比来调节输入电机的平均直流电压，已达到调速的目的。6.根据权利要求1所述的电机位置传感器其特征在于采用电机位置传感器采集电机转子的位置信号，一方面作为位置反馈信号，另一方面作为无刷直流电机的换相信号。全文摘要本专利技术采用位置电流双闭环控制。外环为位置环，自行车曲柄旋转位置作为给定信号，电机旋转位置作为反馈信号，通过位置调节器实现闭环，确保电机的输出位置准确地复现输入位置信号；内环为电流环，通过电流调节器实现，具有抑制启、制动电流，加速电流的响应过程等作用。本专利技术可以实现电机向电动自行车提供完全的辅助动力，不仅使骑行感觉更舒畅，更因为省略了采集力矩信号的机械装置，大大降低成本和减少故障率，必将成为电动自行车升级换代产品。文档编号H02P6/08GK102468794SQ20101055413公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日专利技术者许伟跃 申请人:许伟跃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许伟跃，
申请(专利权)人：许伟跃，
类型：发明
国别省市：