现在的电动轮椅设计大要可分为两种：一种是接纳前主动轮加后轮驱动的方法，由于是前主动轮加后驱动轮的方法，以是反转展转半径窄的地方不克不及利用;另一种是依据盼望前后左右都可以自在挪动的全偏向挪动方法，该办法是将驱动轮配在车体中间左近的地区，如许可以顺应肯定窄的情况，但由于车轮和车体之间不克不及发生绝对活动，以是无论在驱动轮的设置装备摆设上怎样下工夫都不克不及使反转展转半径为零。

    针对上述两种轮椅控制方案的缺陷，设计完成了一种全偏向轮椅控制体系。它因此DSP作为控制中心的电动轮椅控制体系，接纳单路电动轮PID控制，双路电动轮速率差和谐控制方案。给出了主电路布局，经过实践电路完成了设计方案，最初经过实验后果证明白该设计方案的可行性。

    1体系总体设计

    电动轮椅控制体系的布局框图。

    次要接纳单个DSP带两路无刷直流电机，间接经过DSP完成对两路电机的控制，而且将两路BLDCM以后的地位反应信号发送给DSP，DSP盘算采样所得的反应信号和地位给定信号，并收回响应的PWM波，控制三相逆变器，进而控制电演习作。

    在体系中两路BLDCM关于DSP来说是一个会合的全体，DSP获取数据并反应数据。在体系中，两路BLDCM信息的处置偶然是互相独立的，以是具有绝对独立的软件和硬件体系。别的，各通道的控制功能及结果简直分歧，以是可以交换而不影响控制功能。

    键盘和表现部件都是间接与DSP相连，不存在传输历程中的信号搅扰题目，同时关于体系所处的各阶段都可以间接经过键盘控制，而且在表现部件上直观反应。

    电机的霍尔传感器将电机转子地位以三路上下电平信号送入DSP的捕捉单位(CAP)，之后与换相表相比力，以控制三相逆变器功率管的守旧、关断，使之与转子的地位相婚配。

    别的，体系将所采样的相电压信号作为功率掩护信号经电平转换后间接送入DSP的功率掩护引脚，当呈现低电平常，将触发DSP的功率掩护中缀，DSP将封闭对应通路的PWM波。

    DSP收回的PWM波经光耦断绝后送入功率驱动芯片，举行功率缩小后送入三相逆变器功率管的栅、源极之间，以控制功率管的开关举措。

    2体系控制战略

    本设计次要控制战略包罗以下两个方面。

    2.1单路电机控制战略

    单路电机接纳PID闭环控制对转速举行调治。体系地位闭环功能间接决议了伺服体系的动、静态功能，是体系控制的要害局部。

    PID算法具有布局复杂，调试利便等特点。固然在调治时改动量肯定，但由于闭环发生的频率很高，以是将改动量设定为一个较小量时，也能满意体系的功能要求。在设定Ki，Kp，Kd这3个参数范畴的底子上，经过对实践电路参数举行微调，在根本满意体系疾速性的底子上同时到达较好的超调量，从而进步体系波动性。

    2.2双路电机控制战略

    是设计含有两路独立驱动的电动轮的控制体系框图。由于两个电机是辨别安置在两个驱动轮的轴上，以是当两轮的驱动安装外部参数及外界路况不等时，即便两个电机的输出一样，也不克不及包管两个驱动轮的速率相反，这里接纳赔偿体系，来消弭体系在运转历程中发生的两电动轮之间的速率差。

    在直线运转中，接纳速率差和谐体系来调治两个电动轮的转速。设定一自动轮，让从动轮速率追随自动轮，使两个电动轮速率只管即便分歧。在转弯时，表里侧的电机同时加速，内侧电机的减幅宏大于外侧电机的加速幅度。两电机辨别接纳本人的参考速率，举行独立的PID运算，从而包管在路面情况不是很好的状况下完成轮椅的转弯[2]。

    3体系硬件设计

    依据电动轮椅功效需求，该设计次要由一片DSP和两路BLDCM驱动电路，以及须要的电平转化电路构成。DSP卖力整个体系的设计和控制，一切的信号的收罗和处置都由DSP完成，而且还发生所需的PWM信号与妨碍掩护中缀哀求。联合实践状况，设计中接纳TMS320LF2407A作为控制中心。它包罗两个独立的事情办理器：每一个都包括两个16位通用定时器，8个16位脉宽调制(PWM)输入通道，三个捕获单位，DSP主频为40MHz[3]。

    驱动电路次要经过驱动芯片IR2130作为中心驱动。逆变器主体由6个功率开关器件构成三相全控桥电路，经过这6个开关的关断和导通完成BLDCM的驱动，完成对电机转速和转向的控制。为避免自举电容两头电压放电，二极管应选择高频规复二极管HER107。另一方面为避免自举电容放电形成其两头电压低于欠压掩护举措的门槛电压值，电容的取值应充实的大，本设计选择47滋F电容，耐压25V[4]。

    4体系软件设计

    发生逆变器驱动信号PWM波的中缀子步伐流程图。图6所示为两路BLDCM速率和谐控制中缀子步伐流程图。两路BLDCM辨别选用T2和T4作为时基，从而正确捕捉两次中缀的工夫距离，两个时钟都选用一连增计数形式。