（3）对各个模块进行详细的电路设计，绘制出驱动控制系统的整体的硬件图，做出相应的硬件电路。

1。4 章节安排

以下为本文内容安排：

第一章：绪论。对本文的研究意义和研究背景介绍，简要介绍了直流电机的控制系统。查阅文献后介绍了国内外在直流电机控制领域的现状后，对本文所做工作进行说明。

第二章：直流电机的工作原理和控制方式。介绍了两种直流电机的工作原理以及驱动方式。简要说明PID技术，确定了本文系统采用三环PID控制。

第三章：驱动控制器硬件设计。在分析控制电机的需求后，给出整个系统的硬件结构，最后对各部分的原理进行介绍。

2 直流电机的工作原理和控制方式

直流电机有两类：有刷直流电机以及无刷直流电机。在工作原理和结构方面两者都有所不同，对它们的驱动方式也不相同。在本文前者是H桥驱动，而后者是三相全桥驱动。直流有刷电机具有换向装置，通过机械电刷实现换相。而无刷直流电机由三相绕组组成，且多数为星形连接。

2。1 直流电机的工作原理文献综述

2。1。1 有刷直流电机结构和原理

不论是有刷直流电机还是无刷直流电机，它们都是由定子和转子组成。有刷直流电机的结构如图2。1所示。对于有刷直流电机，定子部分主要由主磁极，电刷等组成，它对电机起支撑作用并且能产生磁场。转子，即电枢部分，它主要由电枢绕组和换向器组成。此部分能够产生电磁转矩以及感应电动势，实现机械能和电能的转换[12]。

它的工作原理主要是安培定理，即通电导体会在磁场中受到力的作用。通电后，电枢绕组中的电流会产生磁场，由于它和定子磁场之间的作用，使电机实现运转。

有刷直流电机其启动较快，并且可在大范围内平滑调速，但由于电刷和换向装置的存在使得它的结构以及护理等方面都有很大的不便，其可靠性也相对较差[13]。

图2。1直流有刷电机结构图

2。1。2 无刷直流电机结构和原理

图2。2无刷直流电机原理来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

无刷直流电机和有刷的相比，在结构上有了很大的不同。为了实现无电刷换向，在无刷电机中我们用转子作为永磁极，而定子中则安放着绕组，这一点与有刷电机是完全不同的。但仅仅改变结构是不行的，因定子通电后产生的是静止不变的磁场，无法与转子间产生相对运动，也就不能使电机能够持续运转。这里，我们使用了位置传感器，它能够捕获到转子磁极的位置信息，然后将信息传递给控制器，控制器通过计算分析后控制定子各相绕组连续地自动换相通电。这样定子和转子之间就产生了相互作用，转矩驱动着电机的不断旋转。本文中，位置传感器采用了霍尔位置传感器，它有3路输出，且在空间上均匀分布。其波形如图2。3所示。霍尔信号输出的逻辑值有六种，如表2。1所示。不同的逻辑值代表着转子电角度位置的不同，对其边沿进行检测，即可分析出转子位置信息，据此就可控制定子绕组换向。