单片机在电动高尔夫球车永磁无刷直流电机驱动系统的应用

　　在大量的实际调试中，我们小组总结出了一种行之有效的方法：这个思路非常简单，即让油门踏板踏位不仅对应力矩的给定量，还将与电机绕组最大给定线电压相对应。此时，油门踏板踏位的任何改变必然导致最大给定线电压的改变也必然将改变电机的转速。这可以从无刷直流电机的调压调速特性得出。这里我称其为“最大力矩控制策略”。对应不同类型的电机，该策略可能要做必要的调整。

简单而新颖的无位置传感策略

　　在全速度范围内寻找一种可靠的低成本的无位置传感器位置获取策略显得非常重要。得益于永磁无刷直流电机的工作特性――只需要离散的位置信号，以及相绕组之间的互感耦合效应，我们研究小组已经开发出一种称之为“间接电感法”的无位置传感器算法。通过分析我们发现在互感耦合效应会导致PWM调制的有效和无效期间相端电压的差与转子位置成一固定的关系。理论上分析，只要电压传感器件的精度达到要求，都可以得到可靠的位置信息。在低速范围内，这种方法显得更为有效，可以有效弥补反电动势法的不足以获得全速度范围内的转子位置信息。由于进度上的关系，该方法在本设计中没有体现，目前该策略的算法实现还在有条不紊的进行。

Microchip芯片的特点及其在项目中的应用

　　主控制芯片是控制系统的核心，它提供给逆变器驱动信号、对功率驱动保护进行处理、实时采样转换电流等模拟信号、采集位置信号、通过开关量输入输出接收外部信息或者对外部进行控制、通过CAN总线与外部其它系统交换信息、对各种信息进行分析处理、协调各部分的工作等。

　　本设计所描述的电动高尔夫球车永磁无刷直流电机驱动系统采用的主控制芯片dsPIC30F4011即来自Microchip公司，它专为电机控制领域设计。dsPIC30F芯片被称为具有DSP功能的MCU，既具有控制功能强，而又有DSP的数字信号处理强的特点，这些特点使它比一般的DSP硬件开发电路更简单更便宜，而比同档的单片机更能适应数字信号处理的要求。在控制器的设计中，主要使用了芯片的如下外围模块资源[9]：

　　① 电机控制PWM模块（MCPWM）：PWM工作于中间对齐方式，调制频率选择为10kHz，文献[4]认为该频率可使能量密度、噪声及电磁干扰同时达到最优；输出配置为独立模式，且利用特殊事件触发器SEVTCMP使A/D采样在占空比有效的中间时刻同步，该时刻被认为具有最小的地线耦合干扰，有望获得准确的模拟量值；

　　② 8路10位高速A/D转换通道（AD）：用来在每个PWM周期中同时对母线电压、两组油门给定、两组刹车模拟量信号、两相电流、铝基板温度8个信号进行采样，且采样与PWM时基同步；

　　③ 电平变化中断（CN）：来自电机霍尔传感器的位置信号发生电平变化时会产生电平变化中断，在电平变化中断服务子程序中，实施电机换相、辨别电机转向以及计算转速；

　　④ 定时器4（TMR4）：定时器4工作于周期计数模式，以记录相邻两个电周期发生的间隔，用来计算转速；

　　⑤ 控制器局域网络（CAN）模块：将关于电机和车辆的部分信息通过CAN通信送至上位仪表(液晶显示器)，并可接受来上位仪表的指令(触摸屏)。

　　即便是初学者，你也会发现Microchip的开发平台极易上手，他的集成开发环境完全免费，也有一些价格低廉的在线调试工具如ICD2，当然要进行系统的开发，还需要一块目标板。再加上RISC的采用，你会发现即便采用汇编语言编程也一样轻松，当然我在设计中采用的还是C语言，某些需要高质量目标代码的地方采用了嵌入行内汇编的这种混合编程方式以达到代码质量和效率的平衡。