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一种BLDC电机驱动的洗衣机控制器设计方案

作者:张一峰 杨炎俊时间:2015-03-26来源:电子产品世界
编者按:  摘要:本文介绍了现阶段洗衣机发展状况以及基于BLDC电机驱动的洗衣机控制器设计方案。BLDC电机是一种无刷直流电机,有调速控制性能好且效率高、没有励磁损耗和低噪声的特点。本电机驱动设计的控制器已经在实际生产中大量应用,并取得满意效果,提升产品竞争力的同时也满足了用户更宽泛的需求。   引言   随着“节能减排”成了国家经济发展“十一五”规划纲要的指标,人们在绿色环保方面的意识也逐渐增加。对已经普及的洗衣机来说,洗衣机的能耗和洗净率指标要求越来越高,所

  3.1 主程序的设计流程图

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/271652.htm

  主程序像是个循环体,循环体内调用相应的子应用层程序来完成操作,运行的任务调度过程中使用了时间片轮询的机理机制,与时间相关性强的操作都在此处理。发生中断请求[4]时,保存当前程序执行状态,然后转去执行相应的中断服务程序,执行完中断服务程序后再返回到主循环中,继续循环程序中断主要采用定时器中断处理。主程序设计流程图如图7所示。

  3.2 PID调速控制

  洗涤和脱水动作的速度是随时间逐步变化的,需要有电机加速、电机减速的处理以及爬坡率的设置等处理,同时为了降低扭矩变化速率小和根据的速度变化联系,也需要对电机的输出和反馈进行PID调节运算。因此电机的PID调速控制模块是本系统的重点,以常规PID控制为基础,采用模糊推理思想[5]根据不同的e和ec对PID参数进行自整定,按这种思想构成的控制系统由两部分组成,即常规PID控制部分和模糊推理的参数校正部分,结构图如图8所示。

  通过大量的实验数据,根据Kp、Ki、Kd对系统输出特性[6]的影响情况,输入变量仍选取速度反馈值和给定转速值的误差e、误差的变化ec。在软件处理时,将不同状态下电机的目标速度、加速度,加权平均量化后计算入PID参数调节时间间隔,做成对应的表固化在Flash中,电机管理程序调用不同速度的索引值,就可以在不同应用中转速输出不同。

  4 结语

  现阶段的技术主要是强调节能技术和变频技术的运用,本文介绍了一种基于电机驱动控制的的应用设计方案,包括电机驱动的软硬件的实现方法。通过在关键任务子系统中使用 电机,采用检测和自适应PID调节器,更易于高速地控制电机的扭矩和转速。实验证明,本文设计的实用性强,可控性好,能准确快速地控制电机运转。本文的方案已经过实践检验,并已量产。当然,本方案只起到抛砖引玉的作用,因为随着技术的进步,如今市面上还有很多性能更优的微,例如,恩智浦ARM 微控制器产品线。

  参考文献:
  [1] 费仁言, 腾飞. 家电电机的应用现状及发展趋势[J]. 家用电器, 2006
  [2]王成元,夏加宽,杨俊友,孙宜标. 电机现代控制技术〔M].北京:机械工业出版社,2007
  [3]怯肇乾. 嵌入式系统硬件体系设计[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2007
  [4]张有德, 赵志英, 涂时亮. 单片机微型原理、应用与实验[M]. 上海:复旦大学出版社,2001
  [5]刘金琨, 先进PID控制MATLAB仿真[M]. 北京:电子工业出版社,2004
  [6]宋乐鹏, 陈勇刚, 胡大勇, 等. 模糊自整定PID在电机调速系统中仿真研究[J].微计算机信息, 2010

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