本設(shè)計主要控制策略包括以下兩個方面。

    2.1單路電機(jī)控制策略

    單路電機(jī)采用PID閉環(huán)控制對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)位置閉環(huán)性能直接決定了伺服系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能，是系統(tǒng)控制的關(guān)鍵部分。

    PID算法具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便等特點。雖然在調(diào)節(jié)時改變量一定，但由于閉環(huán)產(chǎn)生的頻率很高，所以將改變量設(shè)定為一個較小量時，也能滿足系統(tǒng)的性能要求。在設(shè)定Ki，Kp，Kd這3個參數(shù)范圍的基礎(chǔ)上，通過對實際電路參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，在基本滿足系統(tǒng)快速性的基礎(chǔ)上同時達(dá)到較好的超調(diào)量，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

    2.2雙路電機(jī)控制策略

    是設(shè)計含有兩路獨立驅(qū)動的電動輪的控制系統(tǒng)框圖。由于兩個電機(jī)是分別安裝在兩個驅(qū)動輪的軸上，所以當(dāng)兩輪的驅(qū)動裝置內(nèi)部參數(shù)及外界路況不等時，即使兩個電機(jī)的輸入一樣，也不能保證兩個驅(qū)動輪的速度相同，這里采用補(bǔ)償系統(tǒng)，來消除系統(tǒng)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的兩電動輪之間的速度差。

    在直線運(yùn)行中，采用速度差協(xié)調(diào)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)兩個電動輪的轉(zhuǎn)速。設(shè)定一主動輪，讓從動輪速度跟隨主動輪，使兩個電動輪速度盡量一致。在轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)外側(cè)的電機(jī)同時減速，內(nèi)側(cè)電機(jī)的減幅遠(yuǎn)大于外側(cè)電機(jī)的減速幅度。兩電機(jī)分別采用自己的參考速度，進(jìn)行獨立的PID運(yùn)算，從而保證在路面狀況不是很好的情況下實現(xiàn)輪椅的轉(zhuǎn)彎[2]。

    3系統(tǒng)硬件設(shè)計

    根據(jù)電動輪椅功能需求，該設(shè)計主要由一片DSP和兩路BLDCM驅(qū)動電路，以及必要的電平轉(zhuǎn)化電路組成。DSP負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的設(shè)計和控制，所有的信號的采集和處理都由DSP完成，并且還產(chǎn)生所需的PWM信號與故障保護(hù)中斷請求。結(jié)合實際情況，設(shè)計中采用TMS320LF2407A作為控制核心。它包括兩個獨立的事件管理器：每一個都包含兩個16位通用定時器，8個16位脈寬調(diào)制(PWM)輸出通道，三個捕捉單元，DSP主頻為40MHz[3]。

    驅(qū)動電路主要通過驅(qū)動芯片IR2130作為核心驅(qū)動。逆變器主體由6個功率開關(guān)器件組成三相全控橋電路，通過這6個開關(guān)的關(guān)斷和導(dǎo)通完成BLDCM的驅(qū)動，實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的控制。為防止自舉電容兩端電壓放電，二極管應(yīng)選擇高頻恢復(fù)二極管HER107。另一方面為防止自舉電容放電造成其兩端電壓低于欠壓保護(hù)動作的門檻電壓值，電容的取值應(yīng)充分的大，本設(shè)計選擇47滋F電容，耐壓25V[4]。

    4系統(tǒng)軟件設(shè)計

    產(chǎn)生逆變器驅(qū)動信號PWM波的中斷子程序流程圖。圖6所示為兩路BLDCM速度協(xié)調(diào)控制中斷子程序流程圖。兩路BLDCM分別選用T2和T4作為時基，從而準(zhǔn)確捕獲兩次中斷的時間間隔，兩個時鐘都選用連續(xù)增計數(shù)模式。