第一章绪论
1.1引言
能源短缺目前已成为全球性的问题。石油在所有种类的能源中占主导地位，交通领域占据了石油消费市场的主要份额。公司曾预测按照目前的开采速度，可支配的石化能源仅可供开采年。我国的能源形势则更为严峻，二十世纪年代以来，作为世界第五位石油生产大国，石油消费的高幅增长和产量的低幅增加，造成国内石油供应短缺、石油净进口量大幅度增加。自年以来，我国石油就处于依赖进口的局面，如今，随着汽车保有量的增加，我国的能源结构越来越紧张，严重影响了我国工业的发展甚至是国民经济的稳定。环境污染的不断加剧和能源供应的日益紧缺，寻找低排放的技术和可再生能源是我们应该积极发展的道路。为了顺应时代潮流，一些代用燃料或者使用新型能源的交通工具出现了并且逐渐发展壮大。由于我国人口众多，道路规划及建设不完善，且目前经济条件有限，汽车无法在大部分地区得到普及。随着电源技术的飞速发展，以蓄电池作为能源的电动摩托车得到了广泛应用。电动摩托车是名副其实的绿色环保交通工具，兼具电动自行车的轻便安全和燃油摩托车的速度快的综合优势，体积轻、低噪音、无污染且价格低廉，既可以作为上班族上下班的代步工具，又可以作为中老年人出行的休闲用车，即为节约能源出了一份力，也为社会环保做出了典范，这对于大力倡导“资源节约型，环境友好型”的社会来说，无疑是市场前景很广阔的交通工具。
1.2发展现状
电动车辆的研制就在我国北京、天津、武汉、深圳等地进行，开展了新能源汽车小规模的示范运行考核，但由于投入资金、人力有限，研究停滞不前。年，电动汽车被正式列入国家重大科技攻关项目，地方政府、科研院所及有关企业也积极投入大量的人力、物力和财力研制出多种样车及有关技术，使得我国电动车辆技术水平取得明显进步。此后“九五”“十五”期间，开发电动车辆项目被列入“”计划，年全国汽车标准化技术委员组建了电动汽车车辆标准化分技术委员会。年，政府启动了相关重大科技专项，加快了我国电动车辆技术水平和产业化道路的全球化进程。
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第二章无刷直流电机的结构和原理
2.1无刷直流电机的结构
电机本体在结构上与永磁同步电动机相似，是由定子和转子组成的。定子的结构对于所有的电机来讲都是固定的，多相对称绕组与逆变器的开关管的开关管连接，对称绕组嵌在铁心中，联结方式有两种：星型联结和三角形联结。在电机运行过程中，定子绕组在能量转换部分扮演着主要角色。设计绕组时，应该从结构和是否能够产生足够的磁动势两个方面考虑。转子的作用是产生转矩，是由通电后的定子绕组和转子产生的磁场相互作用形成的。由三部分组成：永磁体、支撑部件和导磁体。永磁体和导磁体是由永磁材料和导磁材料制成的，是形成磁场的核心部件。可分为凸出式、嵌入式和插入式三种。①凸出式转子结构可以显著地提高系统性能，易于实现最优设计。②嵌入式转子结构牢固、不易受到离心力，可以通过利用其不对称结构形成的转矩提高电机的功率密度。③插入式结构的永磁电机能够使电机的运行范围和调速范围扩大，提高电机的过载能力，但是需采用一些对应的隔磁措施来避免大量漏磁，这样就会增加电机的成本和制作工艺。
2.2无刷直流电机的工作原理
电机通电后，带电的某一相的定子绕组形成的电流就会与转子的磁场作用产生转矩，由此驱动转子运动，此时，转子位置传感器检测到转子磁钢位置（处于变化状态），通过逻辑变换，产生驱动信号控制功率管的通断，电枢绕组逐步通电，这样就可以在定子上产生旋转磁场，推动定子旋转。随着转子的不停转动，位置传感器不断发出信号，通过控制器对这些信号的判断，输出驱动信号。该驱动信号控制功率管的开关，通过不改变导体中的电流，实现电机的换相。
第三章控制方案的研究...........13
3.1技术要求...............13
3.2总体设计方案..............13
第四章系统的硬件设计..............18
4.1主控模块...............18
4.2主控模块19
第五章系统的软件设计...............26
5.1软件总体设计..............26
5.2主程序模块............26
第六章系统调试与运行分析
6.1软件调试
调试模数转换模块。对每个通道逐一调试，首先将某一通道号置为，并给该号通道接入电压。调用模数转换子程序，执行程序，读取单片机输出，判断是否与理论值相同，其余通道调试方法类同。调试波输出模块时，用示波器观察是否正确；调试保护电路模块时，在对逻辑保护电路模块调试时，对不同的口输出值进行定义，监测经过逻辑保护电路后的信号，在信号到达逆变电路时，观测信号的值与理论值是否一致。
6.2整车调试
分析：控制系统采用的是控制方式，即上桥臂通过输出的波控制，下桥臂处于持续导通状态，通过控制开关管的导通时间通知换向，因为输出波为方波信号，其占空比就是高电平保持的时间与该波周期的比值，即为波形的平均电压与最大电压之比，又因无刷直流电机是通过电压来改变转速的，故调节的占空比即可改变输出电压的平均值，从而改变电机的电流和转速。分析图和图的高电平时间很短，在一个换向周期内，占空比很小，此时速度很低，为初步启动阶段；加速阶段，占空比越来越多，即黑色部分越来越密，表示速度越来越大；到达最高速运行时，占空比最大，黑色区域颜色没有空白，表示已经全速运行。
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第七章总结与展望
本文在进行了大量的理论分析之后，本着可靠性和实用性的原则，完成了电动摩托车用控制系统样机的设计。对控制系统的软、硬件进行了设计与调试。实验结果表明，本系统能够很好地完成电动摩托车的调速、定速、刹车及欠压过流保护等功能。论文的主要研究内容总结如下：⑴理论的研究：研究了无刷直流电机的工作原理、对无位置传感器及有位置传感器的检测方法进行了比较；分析了速度、电流双闭环系统的工作原理，研究了控制算法相关理论；介绍并比较了调制的不同方式；给出了系统实现所需主控芯片的特点等理论。⑵系统的实现：按照所需的设计要求，本着可靠性和可行性的要求，在理论研究的基础上对控制系统的软硬件进行了设计。硬件电路主要有：由及其外围电源电路组成的主控电路；由电流检测电路、位置检测电路及转速把信号等输入电路；由逆变电路和驱动电路组成的输出电路、由欠压、过流、刹车、报警等组成的保护电路。软件部分主要是分模块给出了系统的流程图，编写了相应程序。
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参考文献（略）