電磁激振器1　前篩粉機言
　　近年來，歸屬于純電動車范疇的專用于短蝶形下料閥距離運輸?shù)膸追N微型電動車（micro ev）在國外已投放市場。本文開發(fā)的微型電動車采用永磁無刷輪轂電機驅(qū)動。由于把電動機安裝在車輪輪轂內(nèi)，既提高了車體空間的利用率又舍棄了傳統(tǒng)的離合器、減速器、傳動橋等機械傳動部件，使整車重量減輕，降低了機械傳動損耗，并具有更靈活的行駛驅(qū)動特性。
本文所述為上述輪式驅(qū)動微型電動車專一設計的一種基于數(shù)字信號處理器（dsp）的電動車輪轂電機的控制系統(tǒng)。其主要特點是：采用電壓控制同時設計了對應于加速踏板踏位的電流預測控制的控制策略，獲得了類似傳統(tǒng)汽車駕駛習慣的控制特性；僅采用一個置于直流端的霍爾電流傳感器實施了相電流檢測，并結(jié)合相應硬件的設計與改進，完成了限流控制；此外，在軟件設計中，僅使用一個通用定時器即可實現(xiàn)各項控制落砂機要求，其技術(shù)方案簡潔合理。經(jīng)樣機實驗的驗證，表明本文構(gòu)造的基于dsp的控制系統(tǒng)對于電動車輪轂電機控制具有推廣應用意義。
不銹鋼輸送機2　電動車輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)控制震動給料器新策略
　　本系統(tǒng)針對微型電動車運行特點，提出了采用電壓控制同時配合設計了對應于加速踏板踏位的電流預測控制的控制策略，可以獲得類似傳統(tǒng)汽車駕駛習慣的功率運輸帶控制特性。
　　此時，加速踏板的踏位對應于電壓指令的輸入。驅(qū)動系統(tǒng)的機械特性如圖1所示，其中q為脈寬調(diào)制方式（pwm）調(diào)速輸出電壓的占空比，機密封錘式破碎機械特性方程為

其中u振打器為直流電源電壓。
　　從圖1中可以看出，對一定的轉(zhuǎn)矩而言，輸入電葉輪給煤機壓指令對應于速度的控制；而對一定的速度而言，輸入電壓指令對應于轉(zhuǎn)矩控制，因此控制加速踏板可以獲得與傳統(tǒng)駕駛習慣相似的控制特性。

　　同時，由于對加速踏板的操作對應于輸出電壓pwm占空比q的線性變化，因而在猛踩踏板時會引起過流而使保護電路動作。但是，猛踩加速踏板在駕駛中是不可避免的，所以本控制系統(tǒng)設計了電流的預測控制，即根電磁振動篩據(jù)實時電機速度n，按下式推算出此時允許的最大電樞相電壓平均值u_{ma錘式打砂機x}精細篩分機，即

　　當ls螺旋輸送機加速踏板踏位所對應的占空比q＞q_{mGZ系列電磁振動給料機ax}，則實際輸出電壓的占空比取q_max。這樣，將確保在急劇加速過程中電機以允許的最大轉(zhuǎn)矩運行，即響應速度快，但又不會引起過流造成停機，此時控制特性類似于功率控制。　　
3　控制系統(tǒng)設計
　　本文所設計的控制系統(tǒng)，以及相應于電流檢測、驅(qū)動電路和電機位置檢測等環(huán)節(jié)的電氣連接構(gòu)成框圖如圖2所示。系統(tǒng)采用如前一節(jié)所述的控制策略，全橋調(diào)制方式，滯環(huán)限流控制。三相y聯(lián)接的無刷直流方波輪轂電機采用兩兩導通方式，即每一瞬間有兩個功率管導通，每隔60°電角換相一次，每個功率管導通120°電角度。dsp選用美國德州儀器公司的電機微控制器tms320x240，由于dsp片內(nèi)的資源豐富，如具有a／d轉(zhuǎn)換、pwm輸出等功能模塊，使控制電路大為簡化。限于篇幅，本文著重介紹設計中具有特色的幾個方面。

3．1　電流檢測
　　通常限流的電流檢測是檢測相電流，故需要3個電流傳感器。本系統(tǒng)僅采用一個霍爾電流傳感器（lem），如圖2所示放置在直流端，檢測直流端電流，同樣完成了控制要求。另外，為了防止切換振蕩，設置了滯環(huán)比較環(huán)節(jié)。其功能分析如下：在全橋調(diào)制控制中，當m1，m4管關(guān)斷時直流端電流流向如圖3、4所示。這樣，在一個pwm周期中，直流端電流如圖5所示，其正方向如圖2所示。今采用霍爾電流傳感器進行電流采樣時，霍爾元件的響應時間約為3μs左右，因而若將其輸出信號經(jīng)濾波放大、絕對值電路等通常的處理后使用，那么，在直流端電流由正向→0→反向的過程中，就會檢測到低于限流滯環(huán)下限值的電流值，使相應的功率管再次開通，導致管子處于開通、關(guān)斷的高頻切換狀態(tài)中。為此，本文提出一種新的方案，電路如圖6所示。即將霍爾傳感器的輸出信號經(jīng)過濾波放大，絕對值電路后，再經(jīng)過過零處理，最后產(chǎn)生所需電流的控制信號，從而較好地解決了上述功率管高頻切換振蕩問題。應指出，此方案關(guān)鍵在于過零處理環(huán)節(jié)對電流檢測值的絕對值減小的過程有一個延時響應，這樣就避開了直流端電流過零過程中的上述問題。同時，由于過零處理環(huán)節(jié)中二極管的作用，該環(huán)節(jié)對電流的上升過程沒有影響。當然，在實際應用中，務需適當調(diào)節(jié)這一環(huán)節(jié)的時間常數(shù)，以使電流的下限滿足系統(tǒng)設計的要求。

3．2　位置信號的檢測與處理
　　本系統(tǒng)設計中的輪轂電機帶有霍爾位置傳感器（傳感器電相角關(guān)系為120°）。三路位置傳感器信號經(jīng)隔離后接至dsp的輸入／輸出腳（i／opb0～2）。在軟件設計中，將三相六步換相關(guān)系做成表格形式，同時考慮正、反轉(zhuǎn)及制動信號。例如正轉(zhuǎn)時的換相真值表如下：

   
　　其中每個字的內(nèi)容即為相應輪轂電機位置信號下actr寄存器所需的控制字，對應于上橋臂信號為高電平有效；下橋臂信號為低電平有效。換相部分的關(guān)鍵程序如下：

　　可以看出，本文擯棄了通常設計中的使用dsp捕獲單元獲取位置信號并通過捕獲中斷進行換相處理的常規(guī)方法，而是在定時器1的周期中斷服務程序中按如上所述方式進行位置檢測及換相處理，從而使位置檢測與換相部分的程序設計得以大為簡化。
3．3　系統(tǒng)的軟件設計
　　整個系統(tǒng)軟件包括主程序、定時器1周期中斷服務程序、a／d中斷服務程序，pdpint中斷服務程序。
　　主程序主要完成變量初始化、dsp內(nèi)核及事件管理器初始化等。
　　定時器1周期值取500hz，周期中斷服務程序主要完成位置檢測及換相、啟動加速踏板踏位信號的a／d轉(zhuǎn)換、計算速度等。由于定時器1的周期值取得很?。▽獣r間為50μs），所以用周期中斷作為時間基準，每10個周期中斷啟動a／d轉(zhuǎn)換一次。速度計算是通過統(tǒng)計若干次周期中斷中位置信號的跳變次數(shù)換算成相應的速度值。
　　a／d采樣中斷主要完成加速踏板踏位的a／d采樣值的中值濾波、速度值的調(diào)整等。
　　pdpint中斷完成故障時的pwm輸出的封鎖，并給出故障指示。
　　如上所述，本系統(tǒng)軟件僅使用了一個通用定時器即實現(xiàn)了各項控制要求，其結(jié)構(gòu)簡單合理?！　?BR>3．4　驅(qū)動與保護
　　系統(tǒng)中功率器件選用irfz44，dsp的6路全比較pwm輸出經(jīng)過光耦隔離后接至驅(qū)動集成模塊ir2130。ir2130內(nèi)部設有過電流、過電壓、欠電壓等保護電路，其保護信號輸出端接dsp的pdpint腳，當此管腳為低電平時，產(chǎn)生pdpint中斷，封鎖pwm輸出。
4　實驗
　　本控制系統(tǒng)中作為樣機的輪轂電機參數(shù)為：額定直流電壓36v，額定轉(zhuǎn)速240r／min，額定功率150 w，極對數(shù)為8。實驗運行結(jié)果表明，該樣機配以按上述技術(shù)方案構(gòu)成的簡潔、實用的控制器，其運行和控制性能良好，圖7和圖8分別示出系統(tǒng)中輪轂電機的實測相電流波形和pwm波形?？梢钥闯鱿嚯娏鞑ㄐ屋^好，同時，軟件設計采用一個定時器并通過查表同樣良好地完成了位置檢測與換相處理。

5　總結(jié)
    本文提出的電動車輪轂電機控制系統(tǒng)的整體設計遵循安全、簡單、實用原則，該系統(tǒng)采用電壓控制，同時配合設計了對應于加速踏板踏位的電流預測控制，控制特性類似功率控制，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機車駕駛習慣相符；軟件設計中僅采用一個定時器便實現(xiàn)了全部控制，軟件結(jié)構(gòu)大為簡化；僅采用了一個霍爾傳感器即能滿意地完成相電流的檢測與限流控制，降低了系統(tǒng)成本同時也大大簡化了控制電路。實驗證明，本文構(gòu)造的輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)能夠滿足電動車實用的工程需求，且對相關(guān)系統(tǒng)的設計有一定的指導意義。