简易智能电动车控制系统设计88201247
《智能助力电动车控制及BMS的设计》

《智能助力电动车控制及BMS的设计》篇一一、引言随着科技的快速发展和环境保护意识的提升,智能助力电动车作为一种新型的交通工具,在市场上的地位逐渐突出。
本文旨在深入探讨智能助力电动车控制系统的设计以及电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)的设计,以实现电动车的智能化、高效化和安全化。
二、智能助力电动车控制系统设计1. 控制系统架构智能助力电动车的控制系统主要由中央控制器、传感器、执行器等部分组成。
其中,中央控制器是整个系统的核心,负责接收传感器信号、处理信息并发出控制指令。
传感器包括速度传感器、转矩传感器、方向传感器等,用于实时监测电动车的运行状态。
执行器则包括电机驱动器、刹车系统等,负责执行控制指令。
2. 控制策略控制策略是智能助力电动车控制系统的关键。
通过优化控制策略,可以提高电动车的能效、动力性能和驾驶舒适性。
常见的控制策略包括速度控制、转矩控制、能量回收等。
其中,能量回收策略可以有效地提高电动车的续航里程。
三、BMS设计1. BMS功能与架构BMS是智能助力电动车的重要组成部分,主要负责电池的监测、保护和管理。
BMS应具备电池状态监测、电池均衡管理、电池保护等功能。
其架构主要包括主控芯片、电压电流检测电路、温度检测电路、通信接口等部分。
2. 电池状态监测电池状态监测是BMS的核心功能之一。
通过实时监测电池的电压、电流、温度等参数,可以获取电池的实时状态,为电池的保护和管理提供依据。
此外,还可以通过估算电池的剩余电量和健康状态,为驾驶者提供有用的信息。
3. 电池均衡管理电池均衡管理是提高电池组使用寿命和性能的重要手段。
由于电池组中各个单体电池的性能存在差异,导致充电和放电过程中各单体电池的电压、电量等参数存在差异。
通过均衡管理,可以有效地减小这种差异,提高电池组的整体性能和使用寿命。
四、总结与展望智能助力电动车控制及BMS的设计是电动车技术发展的重要方向。
《2024年智能助力电动车控制及BMS的设计》范文

《智能助力电动车控制及BMS的设计》篇一一、引言随着科技的进步与智能化趋势的日益明显,电动车行业也在逐步走向成熟与智能化。
电动车控制系统的优化与电池管理系统(BMS)的改进是电动车领域中两个重要的研究方向。
本文将重点探讨智能助力电动车控制系统的设计及其与BMS的整合设计,以期为电动车行业的持续发展提供有力的技术支撑。
二、智能助力电动车控制系统设计(一)控制系统的组成与工作原理智能助力电动车控制系统主要由中央控制器、电机控制器、传感器等组成。
其中,中央控制器负责整个系统的控制与调度,根据骑手的行为、车辆的实时状态等信息进行判断,然后向电机控制器发送指令,以实现车辆的加速、减速、刹车等动作。
电机控制器则根据中央控制器的指令,控制电机的运行,从而实现车辆的驱动。
(二)智能控制策略的引入为了进一步提高电动车的智能化水平,我们引入了智能控制策略。
通过人工智能算法,控制系统能够根据骑手的驾驶习惯、路况、车速等信息进行实时分析,从而调整电机的输出功率,使车辆更加符合骑手的需求,同时保证车辆的安全与舒适性。
此外,智能控制策略还能根据电池的状态,调整充电与放电的策略,延长电池的使用寿命。
三、电池管理系统(BMS)设计(一)BMS的组成与功能BMS是电动车电池的重要组成部分,主要负责监控电池的状态,包括电池的电压、电流、温度等参数。
通过对这些参数的实时监测,BMS能够及时发现电池的异常情况,并采取相应的措施进行保护,从而保证电池的安全使用。
此外,BMS还能根据电池的状态,调整充电与放电的策略,优化电池的使用效率。
(二)BMS与控制系统的整合设计为了实现电动车的智能化管理,我们将BMS与控制系统进行了整合设计。
通过中央控制器与BMS的通讯,控制系统能够实时获取电池的状态信息,根据车辆的需求与电池的状态,调整电机的输出功率与充电策略。
同时,BMS也能根据控制系统的指令,对电池进行充放电控制,从而实现整个电动车系统的智能化管理。
《2024年智能助力电动车控制及BMS的设计》范文

《智能助力电动车控制及BMS的设计》篇一一、引言随着科技的不断进步和人们对绿色出行需求的增长,电动车成为了现代社会交通出行的关键组成部分。
在电动车的设计中,控制系统的设计及电池管理系统(BMS)的设计起着至关重要的作用。
本文将就智能助力电动车的控制设计及BMS设计进行深入探讨。
二、智能助力电动车的控制设计1. 控制系统的整体设计思路电动车的控制系统是实现高效能源管理、车辆动力分配及行车安全的核心部分。
其主要通过先进的传感器、控制器及算法等来实现对电机驱动的精准控制,以满足行驶的各种需求。
整体设计思路应以用户体验为核心,优化行驶效率及安全性。
2. 控制器硬件设计硬件部分包括主控制器、传感器及执行器等。
主控制器采用高性能微处理器,能实现高速运算和精准控制。
传感器部分则负责实时感知车辆的行驶状态、速度、电池状态等信息,以便控制器进行精准决策。
执行器则是将控制器的指令转化为机械动作,实现车辆行驶的功能。
3. 控制软件算法设计软件部分则负责处理和解析硬件采集的信息,根据设定的算法和策略,实现对电机驱动的精准控制。
其中包括能量管理算法、行驶控制算法、安全保护算法等。
这些算法的优化将直接影响电动车的行驶性能和安全性。
三、电池管理系统(BMS)的设计1. BMS的整体设计思路BMS是电动车电池的核心管理部分,其主要功能包括电池的充电管理、放电管理、电量计算及电池状态的监控等。
设计时需要以保护电池、提高电池使用寿命、保障行车安全为目标。
2. 数据采集与处理模块数据采集与处理模块是BMS的核心部分,它负责实时采集电池的状态信息(如电压、电流、温度等),并通过处理后,为其他模块提供决策依据。
此外,该模块还需对电池的电量进行精确计算,以便用户了解电池的剩余电量。
3. 充电与放电管理模块充电与放电管理模块负责管理电池的充电和放电过程,包括充电电流和电压的控制、放电保护等。
同时,该模块还需根据电池的状态信息,进行智能决策,以保护电池免受过充、过放等损害。
《智能助力电动车控制及BMS的设计》范文

《智能助力电动车控制及BMS的设计》篇一一、引言随着科技的进步与智能化趋势的加速,电动车已经成为现代社会的重要交通工具。
为提升电动车的性能和安全性,智能化助力控制以及电池管理系统(BMS)的设计变得至关重要。
本文旨在深入探讨智能助力电动车控制及BMS的设计原理,方法及实际应用。
二、智能助力电动车控制设计1. 控制系统架构智能助力电动车的控制系统主要由中央控制器、传感器、执行器等部分组成。
其中,中央控制器是整个系统的核心,负责接收传感器信号,处理并输出控制指令给执行器。
2. 控制策略(1)动力性能优化:通过优化电机控制算法,实现电动车的动力性能优化,提高车辆行驶的稳定性和舒适性。
(2)智能助力:通过传感器感知驾驶者的意图和车辆的运行状态,实现智能助力,帮助驾驶者更好地操控车辆。
(3)能量管理:通过精确的能量管理策略,实现电池的优化使用,延长电池寿命。
3. 实施方式(1)硬件设计:选用高性能的微控制器作为中央控制器,设计合理的电路保护和抗干扰措施。
(2)软件设计:采用先进的控制算法和编程技术,实现控制系统的智能化和自动化。
三、BMS设计1. BMS架构BMS主要由主控芯片、电量检测模块、温度检测模块、均衡模块等组成。
主控芯片负责处理各模块的信号,并输出控制指令。
2. BMS功能(1)电量检测:实时监测电池的电量,为驾驶者提供准确的电量信息。
(2)温度检测:实时监测电池温度,防止电池过热或过冷。
(3)均衡管理:通过均衡模块实现电池组的均衡充电和放电,延长电池寿命。
(4)保护功能:当电池出现异常时,如过充、过放、短路等,BMS能及时切断电源,保护电池安全。
3. BMS实施方式(1)硬件设计:选用高性能的主控芯片和传感器,设计合理的电路保护和抗干扰措施。
(2)软件设计:采用先进的算法和编程技术,实现BMS的智能化和自动化。
同时,应具备友好的人机交互界面,方便驾驶者了解电池状态。
四、应用与展望智能助力电动车控制及BMS的设计在提高电动车性能、安全性和续航能力方面具有重要作用。
简易智能电动车设计1ppt

1.3 题目分析
一、目标 设计制作一个智能小车、具有循线、金属检测、避障、寻光
2.4 软件设计
• 2.4.1 循线算法设计
•
采用传感器阵列,可以将黑线位置用
数字标记。采用6个传感器阵列可以给出13
级的黑线位置。
2.4.1 循线算法设计
取得黑线位置后,可以根 基黑线偏离的程度控制舵 机的转角,从而调整小车 的转向,使其回到中间的 位置。 使用的纠偏方法:
将舵机的转角直接与黑 线位置构成比例。
红外测障接收电路
2.3 硬件设计
• 2.3.5 电机驱动 • 采用L298集成H桥驱动芯片。在循线、
避障和入库时需要采用不同的速度,使用 PWM 方式可以很容易实现调速。 •
2.3.5 电机驱动
2.3 硬件设计
• 2.3.6 电源电路 • 小车上使用动力镍氢电池组,给电机提供
电力。经过稳压后可以给控制系统提供电 源。
简易智能电动车设计
2003年全国大学生电子设计竞赛E题
1. 设计任务和要求
1.2 设计要求
1.2.1 基本要求
(1)电动车从起跑线出发(车体不得超过起跑线),沿引 导线到达B点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有 1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁 片时需立即发出声光指示信息,并实时存储、显示在“直道 区”检测到的薄铁片数目。
2.4 软件设计
• 2.4.2 避障算法设计
《智能助力电动车控制及BMS的设计》

《智能助力电动车控制及BMS的设计》篇一一、引言随着科技的快速发展和环境保护意识的提高,电动车作为绿色、高效、环保的交通工具越来越受到人们的青睐。
而电动车控制系统的设计与电池管理系统(BMS)的设计对于电动车的续航里程、安全性及用户舒适性具有重要影响。
本文将深入探讨智能助力电动车的控制及BMS设计相关内容。
二、智能助力电动车控制设计1. 控制系统架构智能助力电动车控制系统主要包括控制器、传感器、执行器等部分。
其中,控制器是整个系统的核心,负责接收传感器信号,根据预设的算法进行计算,然后通过执行器控制电动车的行驶。
2. 控制策略控制策略是智能助力电动车控制设计的关键。
通过合理的控制策略,可以实现电动车的平稳加速、制动回收能量、行驶模式切换等功能。
同时,还可以根据路况、车速等信息进行动态调整,提高电动车的能效和安全性。
3. 控制器硬件设计控制器硬件设计包括微控制器、功率驱动电路、通信接口等部分。
微控制器是控制器的核心,负责接收传感器信号并进行计算。
功率驱动电路负责将微控制器的输出信号转换为执行器所需的驱动信号。
通信接口则用于与其他系统进行数据交换。
三、电池管理系统(BMS)设计1. BMS功能与架构BMS是电动车电池的重要组成部分,主要负责监控电池的状态,包括电压、电流、温度等参数。
BMS设计包括电池状态监测模块、充电管理模块、放电管理模块等部分。
通过实时监测电池状态,BMS可以确保电池的安全性和延长电池的使用寿命。
2. 电池状态监测与诊断BMS通过实时监测电池的电压、电流、温度等参数,判断电池的工作状态。
同时,BMS还具有诊断功能,可以对电池进行故障诊断和预警,确保电池的安全性。
3. 充电与放电管理BMS通过充电管理模块和放电管理模块对电池进行充电和放电管理。
充电管理模块可以根据电池的状态和充电需求进行智能充电,保护电池免受过充、过放等损害。
放电管理模块则根据电动车的行驶需求进行放电控制,确保电池的能量得到充分利用。
简易智能电动车的设计与制作

简易智能电动车的设计与制作介绍本文档将介绍如何设计和制作一辆简易智能电动车。
智能电动车是一种环保、高效的交通工具,有着越来越广泛的应用。
我们将主要涵盖以下内容: 1. 设计目标与需求 2. 器材与零件的选择 3. 构造与装配过程 4. 控制系统的设计与实现 5. 测试与优化 6. 结论与展望1. 设计目标与需求首先,我们需要明确设计目标与需求,以确保设计满足用户的期望。
以下是一些常见的设计目标和需求: - 轻便:车辆整体重量不超过一定限制,以提高操控性和节能性。
- 高效:电路和电池的设计要尽量提高能量转化和储存效率。
- 安全:车辆需要具备一定的安全措施,如制动系统和防撞装置等。
- 智能化:车辆的控制系统需要具备一定的智能特性,如自动巡航和避障等。
- 成本低廉:设计需要尽量选用经济实惠的材料和零件,以降低生产成本。
2. 器材与零件的选择在设计智能电动车时,我们需要选择适当的器材和零件来满足设计目标和需求。
2.1 电动机选择合适的电动机至关重要,它将提供车辆的动力。
常见的电动机类型包括直流无刷电动机和步进电机。
我们需要根据设计需求选择适合的电动机类型,考虑功率、转速和电流等因素。
2.2 控制系统为了实现智能化功能,我们需要设计一个控制系统。
这个系统将负责监测车辆的状态并做出相应的决策。
控制系统的核心部分是微控制器或单片机。
根据需求选择适合的微控制器,考虑处理能力、接口和编程环境等因素。
2.3 电池和电源管理电池是车辆的能源来源,因此选择适当的电池很重要。
常用的电池类型包括锂电池和铅酸电池。
我们需要根据需求选择适合的电池类型,并设计一个电源管理系统来管理电池的充电和放电过程,以确保电池的寿命和安全。
2.4 传感器与执行器为了实现智能化功能,我们需要选择适当的传感器和执行器。
传感器可以用于检测车辆的状态,如速度、位置和距离等。
执行器可以用于执行某些操作,如制动和转向等。
常用的传感器和执行器包括超声波传感器、红外线传感器和舵机等。
简易智能电动车控制系统设计

简易智能电动车控制系统设计
摘要
随着技术的发展,智能电动车的研究日益受到关注,以及进入市场应用。
本文介绍了简易智能电动车控制系统的设计。
该系统以单片机为核心,结合传感器,电机驱动器,制动器等组成了一套完整的智能控制系统。
它
采用模糊控制技术,使得车辆能够自动实现转弯、转向、加速、制动等动作,以及实现自动避障等功能。
最后,在实验中证明,该系统能够较好地
实现智能化控制,提高电动车的智能度,从而达到安全驾驶的目的。
1.引言
随着技术的发展,以及社会的进步,智能化技术在不同领域都得到了
应用。
其中,智能电动车在包括交通在内的生活中越来越受欢迎,因为它
们拥有更高的安全性,更便捷的服务,以及更低的污染。
为此,研究和探
索智能控制系统就变得尤为重要。
电动车是一种装有电动机,通过电池来驱动的车辆。
传统的电动车需
要驾驶员来操控,无法实现自动控制。
而智能电动车就是针对这一问题,
通过控制系统设计,将传感器、电机驱动器以及制动器等设备完美的结合
起来,实现智能化控制,同时提高电动车的使用安全性。
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(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)简易智能电动车控制系统设计摘要AT89S52单片机是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
现在,单片机已广泛地应用在智能仪器仪表、机电设备过程控制、自动检测、家用电器和数据处理等各个方面。
随着单片机的发展以及它在各种复杂的控制系统、智能化系统中的广泛应用,它将渗透到生产和生活的各个领域。
本设计的理论设计方案、调试方法、测试数据分析方法及设计中的特色与创新.点等对自动运输机器人、家用清洁机器人、灭火机器人等自主及半自主机器人的设计与实现有一定的参考意义。
本文介绍了基于AT89S52单片机,利用红外传感器检测道路上的障碍,控制电动小车的自动避障,用PMW调速方式控制车子快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录和显示时间、里程和速度,自动寻迹、检测铁片、发出声光信息和寻光功能。
整个系统的电路逻辑结构简单,可靠性能高,实现功能强大。
本文着重介绍了该系统的组成、硬件配置、软件设计、工作原理、功能以及技术性能。
本设计的特色就在于它利用AT89S52作为中心芯片对外部进行控制,在外部信号采集后经LM324电压比较器后能够给单片机输入稳定的高低电平,在小车行驶动力采用L293芯片具有足够的驱动力,选LCD1602做为显示器增加了本设计的显示功能,改变了传统的LED显示信息量小的局限性。
关键词:AT89S52单片机电动小车PMW调速红外传感器自动避障LM324L293 LCD1602目录1 前言 (1)1.1 本论文的主要工作 (1)1.2 预期目标 (2)2 系统设计可行性分析 (2)2.1 总体方案 (2)2.2 电源模块方案 (2)2.3 智能车驱动方案 (3)2.4 直流调速方案 (3)2.5 检测放大器方案 (4)2.6 检测黑线方案 (6)2.7 检测铁片方案 (6)2.8 避障方案 (6)2.9 寻光方案 (6)2.10 停车方案 (7)2.11 行车距离检测方案 (7)2.12 声音提示方案 (8)2.13 显示部分 (8)2.14 系统工作原理 (8)2.15 本章小结 (9)3 系统硬件电路 (9)3.1 电源电路 (9)3.2 驱动电路 (10)3.3 检测电路 (11)3.3.1 黑线检测 (11)3.3.2 铁片检测 (11)3.3.3 障碍物检测 (12)3.4 单片机最小电路 (12)3.5 声光电路 (13)3.6 显示电路 (13)3.7 系统总电路图 (16)3.7 本章小结 (17)4 系统软件电路 (17)4.1 系统软件设计说明 (17)4.2 软件流程图 (17)4.3 本章小结 (29)5 硬件电路的制作与调试 (30)5.1 电路板的制作 (30)5.1.1 电路图的绘制 (30)5.1.2 制作电路板 (30)5.2 电路板的焊接 (31)5.2.1 手工焊锡要点 (31)5.2.2 焊锡操作要领 (31)5.3 电路的调试 (31)5.3.1 测试方法与仪器 (31)5.3.2 电源模块调试 (32)5.3.3 单片机模块调试 (32)5.3.4 检测模块调试 (32)5.4 本章小结 (34)6 结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)英文摘要 (37)附录成绩评定表1 前言随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究,可见其研究意义很大。
新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构,为系统的扩展与配置打下了良好的基础。
单片机的应用在于实现计算机控制。
而在线控制应用方面,由于计算机身处系统之中,因此对计算机有体积小、功耗小、成本低以及控制功能强等要求,对这些要求真可谓是非单片机莫属了。
现在单片机的应用日益广泛深入,诸如在智能仪器仪表、家用电器和军事设备的智能化以及实时过程控制等方面,单片机都扮演着越来越重要的角色,具有广阔的应用前景。
从上述可以看出,单片机应用的意义绝不限于它的功能,以及所带来的经济效益上。
更重要的意义在于单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能,现在已能使用单片机通过软件方法实现了,这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术,称之为微控制技术。
这标志着一种全新概念的建立。
综观近三十年的发展过程,单片机正朝多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、扩大存储容量和加强I/O功能及结构兼容方向发展。
预计其今后的发展趋势有以下几个方面:(1)微控制器的CPU核仍以CISC为主,但向RISC演化(2)提升指令执行速度(3)集成大容量片上FLASH存储器,实现ISP、IAP(4)普遍使用混合信号(数字-模拟相混合)集成技术(5)增加可联网的外设接口(6)追求低电压、低功耗、低价位、LPG(少腿芯片)本设计就采用了比较先进的AT80S52为控制核心,AT80S52采用CHOMS工艺,功耗很低。
该设计具有实际意义,可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。
尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景;在考古方面也应用到了红外传感器进行检测。
所以本设计与实际相结合,现实意义很强。
1.1 本论文的主要工作在现有玩具电动车的基础上,加装红外线传感器、霍尔传感器及金属探测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
1.2 预期目标根据设计目的,选出合适的芯片和设计方案,实现设计的智能电动小车能够显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、寻光、避障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。
2 系统设计可行性分析2.1 总体方案方案一:采用各类数字电路来组成小车的控制系统,对外围避障信号,黑带检测信号,铁片检测信号,各路趋光信号进行处理。
本方案电路复杂,灵活性不高,效率低,不利于小车智能化的扩展,对各路信号处理比较困难。
方案二:采用AT89S52单片机来作为整机的控制单元。
红外线探头采用市面上通用的发射管与及接收。
铁片检测采用电感式接近开关TL-Q5MCL检测,黑带采用红外线发射管对光源信号采集,再经过LM324转化为数字信号送到单片机系统处理。
此系统比较灵活,采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分,使系统硬件简洁化,各类功能易于实现,能很好地满足题目的要求。
比较以上两种方案的优缺点,方案二简洁、灵活、可扩展性好,能达到题目的设计要求,因此采用方案二来实现。
2.2 电源模块方案由于本系统需要电池供电,我们考虑了如下集中方案为系统供电。
方案一:采用10节1.5V干电池供电,电压达到15V,经7812稳压后给支流电机供电,然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。
但干电池电量有限,使用大量的干电池给系统调试带来很大的不便,因此,我们放弃了这种方案。
方案二:采用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6V经过7812的电压变换后给电机供电,然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。
锂电池的电量比较足,并且可以充电,重复利用,因此,这种方案比较可行。
但锂电池的价格过于昂贵,使用锂电池会大大超出我们的预算,因此,我们放弃了这种方案。
方案三:采用12V蓄电池为直流电机供电,将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。
蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。
虽然蓄电池的体积过于庞大,在小型电动车上使用极为不方便,但由于我们的车体设计时留出了足够的空间,并且蓄电池的价格比较低。
因此我们选择了此方案。
2.3 智能车驱动方案方案一:采用分立元件组成的平式驱动电路,这种电路可以由单片机直接对其进行操作,但由于分立元件占用的空间比较大,还要配上两个继电器,考虑到小车的空间问题,此方案不够理想。
方案二:采用市面易购的电机驱动芯片L293D,该芯片是利用TTL电平进行控制,对电机的操作方便,通过改变芯片控制端的输入电平,即可以对电机进行正反转操作,很方便单片机的操作,亦能满足直流减速电机的要求。
2.4直流调速方案方案一:串电阻调速系统。
串电阻调速能简单的实现要求,但是不稳定,在电动车行走时产生大的功耗,影响其他芯片的工作,故放弃此方案。
方案二:静止可控整流器,简称V-M系统。
V-M系统是当今直流调速系统的主要形式。
它可以是单相、三相或更多相数,半波、全波、半控、全控等类型,可实现平滑调速。
V-M系统的缺点是晶闸管的单向导电性,它不允许电流反向,给系统的可逆运行造成困难。
它的另一个缺点是运行条件要求高,维护运行麻烦。
最后,当系统处于低速运行时,系统的功率因数很低,并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。
方案三:脉宽调速系统。
采用晶闸管的直流斩波器基本原理与整流电路不同的是,在这里晶闸管不受相位控制,而是工作在开关状态。
当晶闸管被触发导通时,电源电压加到电动机上,当晶闸管关断时,直流电源与电动机断开,电动机经二极管续流,两端电压接近于零。
脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation),简称PWM。
脉冲周期不变,只改变晶闸管的导通时间,即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。
与V-M系统相比,PWM调速系统有下列优点:(1)由于PWM调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速运行平稳,调速范围较宽,可达1:10000左右。
由于电流波形比V-M系统好,在相同的平均电流下,电动机的损耗和发热都比较小。
(2)同样由于开关频率高,若与快速响应的电机相配合,系统可以获得很宽的频带,因此快速响应性能好,动态抗扰能力强。
(3)由于电力电子器件只工作在开关状态,主电路损耗较小,装置效率较高。
根据以上综合比较,以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向,本设计采用了PWM方式进行调速,脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现。
2.5 检测放大器方案:方案一:使用普通单级比例放大电路。
其特点是结构简单、调试方便、价格低廉。
但是也存在着许多不足。
如抗干扰能力差、共模抑制比低等。
方案二:采用差动放大电路。
选择优质元件构成比例放大电路,虽然可以达到一定的精度,但有时仍不能满足某些特殊要求。
例如,在测量本设计中的光电检测信号时需要把检测过来的电平信号放大并滤除干扰,而且要求对共模干扰信号具有相当强的抑制能力。
这种情况下须采用差动放大电路,并应设法减小温漂。
但在实际操作中,往往满足了高共模抑制比的要求,却使运算放大器输出饱和;为获得单片机能识别的TTL电平却又无法抑制共模干扰。
方案三:电压比较器方案。
电压比较器的功能是比较两个电压的大小,例如将一个信号电压U1和一个参考电压Ur进行比较,在U1>Ur和U1<Ur两种不同情况下,电压比较器输出两个不同的电平,即高电平和低电平。