基于ATmega8的大功率直流電機控制系統設計與實現

　　3、電機驅動和電流檢測電路

　　主要是通過MOSFET的導通和關斷將直流逆變為交流電，通過變壓器將逆變過后的交流電整流為直流電，在變壓器中我們實現了升壓的過程。其中最重要的是要實現H橋中MOSFET控制時要求對管開通和關斷的時間要一樣。這樣才能保證變壓器不處于飽和狀態。從而實現26V直流電升壓到180V的功能。為了便于我們對電機的控制，我們在這里加上了霍爾傳感器來實現對電流的檢測。

圖2 主程序流程圖

　　4、速度檢測電路

　　將信號盤安裝在電動機的轉軸上，光電轉速傳感器正對著信號盤。當信號盤轉動時，光電元件就會輸出周期性脈沖信號。信號盤旋轉360度產生的脈沖數，和其上面的齒數相等。因此脈沖信號的頻率大小就反映了電動機轉速的大小。

　　三、軟件設計

　　主程序是一個循環程序，其主要思路是，首先先設定好速度初始值和電流初始值，然后將檢測的輸入信號經過卡爾曼濾波器濾波后得到輸入信號的值，再將著兩個值分別和設定值相比較得到一個誤差值，將誤差送給電流轉速閉環PI調節（PI調節器輸出計算和PWM脈寬調節）。PI調節器輸出計算在轉速值和電流值更新后進行，否則輸出脈沖只根據PI運算的歷史值變化，PWM脈寬調節是脈寬從當前值平滑變化到PI調節器計算出的新值，實現平滑調速。

　　四、結論

　　本系統通過對直流電動機數學模型分析，建立了勵磁直流電動機的電樞電壓結合勵磁電壓的電動機控制方案，并對勵磁直流電動機的控制方法進行了改進，采用了轉速環－電流環雙閉環反饋控制系統，通過PI算法調節電動機的轉速。此設計采用的是AVR單片機為控制器，輸入到AVR轉速信號為數字信號，電機電流信號通過AVR內的模數轉換器轉換為數字信號，這樣為在軟件上實現閉環反饋控制算法提供了保證。系統經過軟硬件設計調試證明運行可靠、穩定，達到了預期的目標。