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典型Ⅱ型系统抗干扰性能好，因此将转速环整定为典型Ⅱ型系统。此时转速、电流双闭环动态模型框图如图3-3所示。
__Un*IL(s)KT/JsΩ(s)+WASR(s)__UnUi*Id(s)Wcli(s)+α
图3-3 双闭环控制系统动态模型结构框图
图中，WASR(s)?Kn(?ns?1)为转速PI调节器, 将电压环设计成典型Ⅱ系统，则其单位负反馈?nsKn(?ns?1)?/?KTKN(?ns?1) 式中，TN?1/KI，?2?ns1/KIs?1Jss(TNs?1)开环传递函数为：WASR(s)?KN?Kn?KT。根据控制理论有：
?n?J ?n?hTN?h/KI?2h/Tpwm （3-3）
KN?因此:
Kn?h?1 222hTN(h?1)?J(h?1)?JTpwm （3-4） ?2h?TNKT4h?KT一般选择h?5。至此，电动自行车无刷直流电动机双闭环控制器参数初步整定完毕。
3、系统建模仿真
在实际的无刷直流电动机系统设计的过程中，为了缩短设计周期、降低研究成本和风险，可先借助建模与仿真技术，建立无刷直流电动机控制系统的仿真模型，对电动机的转速、转矩等参数变化进行分析，施加不同的控制算法以寻求最佳参数和设计最合理的系统模型，有效地节省实际控rt制系统的设计时间。
Word 资料
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本文利用MATLAB/Simulink建立了无刷直流电动机双闭环控制系统，如图3-4所示。外环为速度环，速度环使转速给定值变化，实际转速稳态无静差，并能获得较高的调速精度，采用积分分离PI调节。积分校正往往会使系统产生过大的超调量和长时间的波动，积分分离的PI算法既保持了积分的作用，有减少了超调量，使控制性能有了很大的改善。输出限幅决定于电动机允许的最大电流。内环为电流环，电流环使电流跟随电流给定的变化，保证起动时电动机能获得允许的最大电流，能提高系统的动态性能。电流环采取PI调节，电流可快速跟随给定变化。换相逻辑H相当于位置传感器输出的调制信号，保证电机绕组的正确换相。
在图3-4中有五个子系统：无刷电动机系统BLDCM，逆变器模型invert,换相逻辑子系统H，速度积分分离PI控制系统。
图3-4 BLDCM系统仿真图
图3-5为积分分离PI控制子系统。根据系统设定积分分离阀E，如图所示：速度PI调节器的输入?e1与E相比较，当|?e1|>E时，采用P调节，可使超调量大大降低；当|?e1|?E时，采用PI调节，可保证系统的控制精度。
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图3-5 积分分离PI控制子系统图
第五章 电动自行车控制器软件设计
一、系统软件总体设计
系统软件采用模块化设计，在AVR专用集成开发环境AVR studi04.l和编译器winAVR里由C语言编写完成，主要完成以下功能：
(1)实现无刷直流电动机的软启动和换相控制。软启动时，PWM占空比由小到大缓慢增加，以较大的力矩克服惯性和静摩擦力向前运转，同时根据电机中的霍尔信号换相，维持电机的运转。
(2)实现电动车控制器的功能设计，包括调速、巡航、柔性电子刹车等。
(3)无刷直流电动机双闭环控制。电流环为内环，电流调节器采用PI控制算法；速度环为外环，速度调节器采用模糊一PI控制算法。
(4)保证电动自行车及控制器的安全运行，设计了上电自检、堵转保护、过流保护、欠压回差保护以及防飞车保护。
(5)辅助功能的实现。接受外部速度给定信号，按键信号的输入处理和故障显示。
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1、主程