"基于单片机PID算法的无刷直流电机控制系统的研究"
本文介绍了一种基于单片机的 PID 算法的无刷直流电机控制系统。该系统由单片机 AT89C51 为核心，采用变速积分 PID 算法，实现了无刷直流电机的控制数字化和精确可控性。该系统主要由微处理器、给定电路、驱动电路、电源变换电路、主功率电路、保护电路、检测电路、隔离电路、显示电路以及看门狗电路等组成。
系统的控制方案是基于三相无刷直流电机，以星型连接全桥驱动，采用 PWM 调制控制速度，通电方式采用两两通方式。电机控制系统采用速度环和电流环双闭环控制，速度环为控制系统外环，负责对参考转速与实测转速进行比较，再通过速度调节器对转速差进行 PID 调节，得到电流环调节所需要的电流参考值与实测电流之差进行考值，对电流 PID 调节，完成双闭环控制。
系统还使用了 Phillips Semiconductor 公司生产的 SE555 定时器电路，作为速度给定信号的来源。 SE555 定时器电路具有关断时间小于 2 μs，最大工作频率大于 500 kHz，温度系数稳定，只有 0.005%/℃，而且外围电路比较少，经实验产生的 PWM 波形适合需要。
单片机 AT89C51 负责系统的控制工作，利用单片机的引脚 12(INT0)对 SE555 发出的脉冲进行采样，获取脉冲的周期，作为转速给定值；同样利用引脚 13(INT1)对位置传感器中的一组(本控制器中取得是 HA)进行采样，获取周期值，作为电机实际转速值；对给定值和实际值进行比较，确定电机的调速，通过脉宽调制，改变 PWM 波的占空比，改变加在电机上的电压，达到调压调速的目的。
整个控制系统的基本结构框图如图 1 所示，电机控制系统采用速度环和电流环双闭环控制，如图 2 所示。系统还有一些外围电路控制电机的起停、正反转等辅助功能。
该系统的优点是解决了普通 PID 算法在无刷直流电机应用中出现的问题，系统响应速度快，稳定性好，提高了无刷直流电机的可控性。
