摘要
本课题源自重庆某公司所委托的项目“天线调整转台”中针对大减速比的减速机的驱动电机控制的特殊要求，专门设计双轴高速无刷电机控制单元。 在本项目中，由于体积、重量和功率的限制，对减速机的驱动控制提出了苛刻的要求。针对双轴高速无刷电机控制单元技术状态分析，必须采用一款专门为无刷电机控制专用的单片机作为主控芯片，经过筛选，选中了infineon公司的XC886和XC866作为电机控制芯片，其主要原因是因为XC886和XC866单片机中有一个重要的组成部分CCU6（捕获/比较单元6），它有两个独立的定时器，可用来产生PWM（脉宽调制）信号，以解决无刷电机特殊的控制要求。 本文在硬件方面进行了微控制单元电路设计、转子位置信号采集电路设计、电机电流检测电路设计、电源电路设计和三相全桥驱动电路设计等电子电路的设计。无刷直流电机的转子位置传感器采用霍尔式位置传感器，通过检测转子磁场的变化来确定转子的位置并把转子位置信号传递给微控制单元，而微控制单元根据转子位置信号向驱动电路传递PWM信号控制电机，从而实现电机的运转。 在软件方面利用C语言，进行模块化编程和结构化编程。根据减速机工作的特殊要求和无刷直流电机的控制原理，对系统的控制部分进行了详细分析。在程序设计中据霍尔相位的变化时间计算出电机转速和电机输出相位，利用数字PID控制理论实现了电机速度和位置的闭环控制，从而使天线调整转台的运行角度更为精确，软件中实现的功能还包括天线调整转台极限位置查询、位置角度存储和零点查找。在系统可靠性方面，设计了系统的过流保护。本文还对影响控制器和单片机系统可靠性的因素进行了分析，并且给出了解决方案。 本文所设计的无刷直流电机控制器实现了电机的转向、转速闭环PID控制。本控制系统保护功能较完善、硬件结构简单、成本较低，便于用户的使用和维护。
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