引言
　　隨著軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，以及用戶對(duì)產(chǎn)品安全性，可靠性的要求，嵌入式應(yīng)用的開(kāi)發(fā)難度與代碼體積都在迅速增加，傳統(tǒng)的基于文本的開(kāi)發(fā)方式已經(jīng)越來(lái)越難以滿足這種高性能與快節(jié)奏研發(fā)的要求。
　　基于模型的設(shè)計(jì)方法利用Mathworks提供的一系列工具，可直接實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)理念到算法模型，再由模型自動(dòng)生成嵌入式代碼的高效開(kāi)發(fā)流程。對(duì)于本例來(lái)說(shuō)，在LPC2124芯片上實(shí)現(xiàn)無(wú)刷電機(jī)控制（BLDC），設(shè)計(jì)者無(wú)需考慮如何將電機(jī)狀態(tài)的變換用C或匯編語(yǔ)言體現(xiàn)，僅需關(guān)注算法本身，將繁瑣的代碼生成工作交給計(jì)算機(jī)完成。這樣可以大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，顯著提高工作效率。
　　1　原理分析
　　直流無(wú)刷電機(jī)的工作離不開(kāi)電子開(kāi)關(guān)電路，因此由電動(dòng)機(jī)本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子開(kāi)關(guān)電路3部分組成了直流無(wú)刷電機(jī)的控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。直流電源通過(guò)開(kāi)關(guān)電路向電動(dòng)機(jī)定子繞組供電，位置傳感器隨時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子所處的位置，并根據(jù)位置信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和截止，從而自動(dòng)地控制哪些繞組通電、哪些繞組斷電，實(shí)現(xiàn)了電子換相。
　　
　　圖1　無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
　　下面以一個(gè)三相繞組的無(wú)刷電機(jī)為例，簡(jiǎn)要介紹其工作原理。圖2為三相全橋式驅(qū)動(dòng)電路原理圖，對(duì)其采用二相通電的方式驅(qū)動(dòng)，即有兩個(gè)繞阻同時(shí)通電。圖中包含6個(gè)晶體管、二極管組成的三相逆變電路，Ha、Hb、Hc為霍爾元件反饋的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)。控制電路會(huì)根據(jù)位置信號(hào)決定6路PWM信號(hào)的通斷，進(jìn)而使功率管導(dǎo)通或關(guān)斷，使繞阻按一定順序?qū)ǎ?qū)動(dòng)電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
　　當(dāng)采用二相導(dǎo)通方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，功率管的導(dǎo)通或關(guān)斷情況經(jīng)過(guò)1/6周期（即60°）。在直流無(wú)刷電機(jī)的內(nèi)部嵌有3個(gè)霍爾位置傳感器，它們?cè)诳臻g上相差120°。由于電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁體，當(dāng)它在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，其磁場(chǎng)將發(fā)生變化形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，每個(gè)霍爾傳感器都會(huì)產(chǎn)生180°脈寬的輸出信號(hào)。
　　
　　圖2　三相全橋式驅(qū)動(dòng)電路原理圖
　　假設(shè)當(dāng)前功率管V1、V6導(dǎo)通，則電流從A相流入電機(jī)，從C相流出電機(jī)，由電流經(jīng)繞阻產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)椋ˋ，C）。由A和C的合磁場(chǎng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到AC位置。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)使霍爾傳感器的輸出發(fā)生變化，控制電路會(huì)據(jù)此調(diào)整功率管的導(dǎo)通情況，將V6關(guān)斷，V5導(dǎo)通。這時(shí)，電流從A相流入電機(jī)，從B相流出電機(jī)，經(jīng)繞阻產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)椋ˋ，B）。由A和B的合磁場(chǎng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到AB位置。同樣，霍爾器件又會(huì)輸出一個(gè)不同的值，控制電路作出相應(yīng)的處理，完成一個(gè)完整的換相周期。