1、【Word版本下載可任意編輯】 LPC2132的雙驅電動車控制系統設計（二） 3.2 全橋驅動電路的邏輯控制電路 換相控制邏輯包括根據當前轉子的位置控制電橋上下橋臂，正確給出繞組通電；通過對繞組通電的時間比例控制速度；對電橋實施死區保護，防止燒毀MOSFET和驅動電路.所以設計的邏輯控制電路具有以下特點：采用邏輯門電路與RC延時電路，防止了控制時出現死區；另外增加了電機繞組續流功能，保護了控制管.兩個電機的電橋邏輯控制電路一樣，這里給出了其中一路，如圖5所示. 3.3 霍爾位置傳感器接口電路 無刷電機內置的三個位置傳感器（霍爾）采用5V電源供電，由于電機內部電磁場的作用以及工作時的干擾，對霍爾

2、位置傳感器及其電路的電源要求非常高，這里我們采用獨立電源供電，此外對傳感器脈沖檢測電路開展了濾波處理（同時在軟件中也做了相應的處理），以提高抗干擾能力，這里圖6霍爾位置傳感器接口電路僅畫出其中一路，具體電路如圖6所示. 3.4 電橋驅動電路設計 如圖7所示，全橋驅動電路的每一相都由上.下臂組成，這里給出了其中一相的電原理圖. 其中上橋的控制信號高電平有效，下橋的低控制信號電平有效.針對MOSFET的D-S導通時存在導通電阻Ron,同時考慮電機工作電流較大，這里采用專用驅動芯片IR2103,可以解決死區保護等各種問題. 限于篇幅，其它接口包括串口通信.模擬采集.油門電路輸入.轉彎電壓輸入.過流采

3、樣.電池電壓采樣等原理圖沒有一一列出. 4.控制軟件設計 為了實現對電動汽車的智能控制，本系統中軟件包含以下功能模塊：兩個無刷直流電機位置檢測模塊.電機換相邏輯控制模塊.速度調節模塊（轉速采樣.PWM正轉和反轉.PID控制等）.安全管理模塊.電子差速轉彎模塊.串口通信模塊等功能.系統軟件編程采用模塊化構造，以增加調試的靈活性.修改的方便性.移植的通用性.軟件包括主程序.中斷程序和相應的功能子程序.主程序流程圖如圖8所示，主程序主要完成對控制存放器.數據信息單元的初始化以及對各模塊的響應.程序啟動后首先是開展初始化，然后對電機狀態檢測并進入啟動模塊以及速度管理模塊，在出現異常時進入安全管理模塊，

4、并通過串口向外部發送車輛狀態信息.下面簡單介紹下幾個主要模塊. 4.1 系統初始化 本系統采用11.0592MHz（Fosc）晶體振蕩器，處理器工作頻率為4倍主頻即4 4 . 2 3 6 8 M H z;TIMER0的0通道中斷實現霍爾位置信號查詢以及軟件定時，設置為IRQ中斷，分配為中斷優先級，以確保電機換相快響應；AD轉換器頻率設置在1MHz,由軟件定時啟動轉換，并采用查詢標志位（AD完成標志位）方式確定轉換結束并讀取轉換數據；在PWM通道0產生0.1ms（相當于10KHz）的PWM波，通道2和4在此根底上產生占空比可調的波分別控制兩個電機轉速；串口以57600的波特率定時向外發送電機相關

5、信息，1個起始位，8位數據，無奇偶校驗位，1個停止位. 4.2 模擬量采集 油門采樣電壓.驅動電機過流采樣電壓.轉彎角度傳感器采樣電壓和電池欠壓采樣電壓通過模擬開關4051（8通道選1）切換后輸入片內AD轉換器（AD0.7通道），其中通道選擇控制信號由CPU的P1.2P1.0實現.由于采樣電阻上的電壓比較小，因此在采樣輸出端和模擬開關間加放大電路，對采樣電壓開展適當放大，并用跟隨器隔離，保證系統靈敏.可靠.安全. 4.3 PID控制 PID控制算法比較普遍，這里直接給出離散PID表達式： 其中：i為采樣序號；ui為第i次采樣時刻的輸出值；ei為第i次采樣時刻輸入的偏差值；ei-1為第i-1次采

6、樣時刻輸入的偏差值；Kp為比例系數；KI為積分系數；KD為微分系數；u0為PID控制的原始初值. 由（1）可得到第i-1個時刻的輸出值，與（1）相減后得輸出值增量： 確定了上述三項的系數，就可以根據前后三次測量值的偏差，計算出控制增量，用此增量去控制PWM波的占空比，實現對電機轉速控制與調整. （4）電子差速 由Ackermann-Jeantand模型得到： 其中 為電動車前輪角度； Rin.Rout 為兩后內外輪的轉彎半徑；B.L分別為車體寬度和長度.在計算中只需計算出轉彎時內側輪目標速度，外側輪目標速度由式（3）得到，實現電子差速. 5.實驗及結論 本文基于LPC2132設計了電動汽車后兩輪獨立驅動控制系統，通過