基于ATmega8的大功率直流电机控制系统设计与实现

　　3、电机驱动和电流检测电路

　　主要是通过MOSFET的导通和关断将直流逆变为交流电，通过变压器将逆变过后的交流电整流为直流电，在变压器中我们实现了升压的过程。其中最重要的是要实现H桥中MOSFET控制时要求对管开通和关断的时间要一样。这样才能保证变压器不处于饱和状态。从而实现26V直流电升压到180V的功能。为了便于我们对电机的控制，我们在这里加上了霍尔传感器来实现对电流的检测。

图2 主程序流程图

　　4、速度检测电路

　　将信号盘安装在电动机的转轴上，光电转速传感器正对着信号盘。当信号盘转动时，光电元件就会输出周期性脉冲信号。信号盘旋转360度产生的脉冲数，和其上面的齿数相等。因此脉冲信号的频率大小就反映了电动机转速的大小。

　　三、软件设计

　　主程序是一个循环程序，其主要思路是，首先先设定好速度初始值和电流初始值，然后将检测的输入信号经过卡尔曼滤波器滤波后得到输入信号的值，再将着两个值分别和设定值相比较得到一个误差值，将误差送给电流转速闭环PI调节（PI调节器输出计算和PWM脉宽调节）。PI调节器输出计算在转速值和电流值更新后进行，否则输出脉冲只根据PI运算的历史值变化，PWM脉宽调节是脉宽从当前值平滑变化到PI调节器计算出的新值，实现平滑调速。

　　四、结论

　　本系统通过对直流电动机数学模型分析，建立了励磁直流电动机的电枢电压结合励磁电压的电动机控制方案，并对励磁直流电动机的控制方法进行了改进，采用了转速环－电流环双闭环反馈控制系统，通过PI算法调节电动机的转速。此设计采用的是AVR单片机为控制器，输入到AVR转速信号为数字信号，电机电流信号通过AVR内的模数转换器转换为数字信号，这样为在软件上实现闭环反馈控制算法提供了保证。系统经过软硬件设计调试证明运行可靠、稳定，达到了预期的目标。