近年来,燃油交通工具因尾气排放问题已造成了城市空气的严重污染。于是发展绿色交通工具已成为一个重要的课题。 考虑到我国目前的国情,发展电动自行车具有重要的环保意义。而且灵活、轻巧、“零排放”、价格低廉等优点,将使电动自行车迅速得到普及。 随着电机技术及功率器件性能的不断提高,电动自行车的控制器发展迅速。但是目前,市场上大多数的电动自行车产品均采用低集成度元件控制装置。其缺点是功能过于简单,不能充分发挥系统的潜力及处理一些特殊的控制问题.本课题采用ATMEL公司AVR系列单片机ATmega8作为控制芯片,兼顾成本与性能要求,做了以下方面的工作: 首先,在数学模型的基础上对系统动力源——无刷直流电机的特性进行了研究; 其次,根据AVR单片机的特点详细设计了系统的控制策略:将电流检测设计成分流电阻间接测流;将调速系统设计为电流、速度双闭环控制,以保证调速的精度和响应速度,并在软件中分别用PI算法来实现;对于速度的检测采用了“硬件软化”的思想;制定了电机“软起动”控制方案;采用了高性能的驱动集成电路IR2131S来驱动MOSFET组成的全桥逆变电路,驱动形式为单极性PWM调制;将PWM波的发生及系统保护等功能采用主控芯片集中处理,增加了系统的可靠性; 另外,依据控制策略设计了系统软、硬件,并讨论了可靠性设计问题; 最后,改装了试验样车,通过实验室观测及实地运行,验证了系统运行的可靠性。 由此得出结论:本课题设计的基于AVR单片机的电动自行车控制系统具有运行性能良好,可靠性高、升级换代容易的特点,为后续的研究工作提供了一定的基础。