随着各国对能源和环境问题重视,电动车产业迅速发展。电动自行车作为绿色交通工具中最便捷、最灵活的短途交通工具,更加受到人们的喜爱,因此发展电动自行车有着良好的社会意义和可观的经济效益。目前国内市场上的电动自行车普遍采用的是直流驱动,电动自行车的整个动力驱动系统可划分为轮毂电机和控制器两部分,控制器作为驱动系统中最核心的部件之一,其性能好坏直接影响到整车性能的优劣,由于直流驱动系统本身所固有的一些属性和特点,如换相造成的脉动转矩、定位精度低、平稳性差等等,使得直驱电动自行车本身存在一些难以解决的问题,尽管人们在控制策略上做了大量的改进,但都治标不治本。考虑到上述问题,本课题定位于研制一款交流伺服控制器,控制对象为交流电机中的外转子永磁同步轮毂电机,目的使其在定位精度、脉动转矩、响应速度上与直流控制器相比都有所改进,从而达到整车性能优化的目的。首先,通过对电动自行车各种功能分析,确定了电动自行车的总体电气方案,设计出交流伺服控制器的硬件电路部分,包括电路原理图设计和PCB板的制作。其次,对电动自行车运行各种工况做了认真分析,确定了其运行的五种基本工况:启动、调速运行、滑行减速、刹车减速、下坡限速,针对每种工况的运行特点,做出每种工况的上位功能指令,并做出了程序流程图。最后,通过实验验证了控制器的合理性,包括:电流传感器测试、死区测试、延迟测试、温升测试、各种功能信号测试以及驱动测试,实验结果表明,控制器长时间运行效果良好。