桥功率放大芯片IC1的7脚相连，电阻R15与二极管D4并联，MOS管Q2的栅极接在电容 C12和电阻R17之间，MOS管Q3的栅极接在电容C13和电阻R18之间，MOS管Q2的漏极通 过60V电压供电；其7脚为高侧栅极激励输出端，其8脚为高侧悬浮供电端，MOS管Q2的漏 极通过接插头JP1与60V电源正极连接，引入60V电源电压；所述半桥功率放大芯片IC1采 用ir2148芯片。
[0023] 如图8所示，所述第二电机矢量驱动电路包括半桥功率放大芯片IC2,其1脚为逻 辑输入，通过电阻R19与STM32F103C8T6芯片的18脚相连；其2脚为关断逻辑输入，通过电 阻R20与STM32F103C8T6芯片的20脚相连；其3脚为低侧回流公共端，接地；其4脚为低 侧栅极激励输出端，与二极管D8的阴极相连，电阻R22与二极管D8并联，二极管D8的阳极 分别与电阻R24、电容C17、M0S管Q5的栅极相连，电阻R24、电容C17、M0S管Q5的源极共 地，M0S管Q5的漏极与M0S管Q4的源极相连，并引出信号线Μ0Τ0Β分别接插头JP3和二极 管D12的阴极，二极管D12的阳极接地；其5脚为芯片供电端，与12V电压连接，并通过电容 C14接地；其6脚为高侧悬浮供电回流端，分别与电容C15、电阻R23、电容C16的一端相连， 电容C15的另一端分别与半桥功率放大芯片IC2的8脚、二极管D6的阴极相连，二极管D6 的阳极接12V电压，电阻R23与电容C16并联，该并联端与二极管D7的阳极相连，二极管D7 的阴极与半桥功率放大芯片IC2的7脚相连，电阻R21与二极管D7并联，M0S管Q4的栅极 接在电容C16和电阻R23之间，M0S管Q5的栅极接在电容C17和电阻R24之间，M0S管Q5 的漏极通过60V电压供电；其7脚为高侧栅极激励输出端，其8脚为高侧悬浮供电端，M0S 管Q5的漏极通过接插头JP3与60V电源正极连接，引入60V电源电压；所述半桥功率放大 芯片IC2采用ir2148芯片。
[0024] 如图8所示，所述第三电机矢量驱动电路包括半桥功率放大芯片IC3,其1脚为逻 辑输入，通过电阻R25与STM32F103C8T6芯片的16脚相连；其2脚为关断逻辑输入，通过电 阻R26与STM32F103C8T6芯片的15脚相连；其3脚为低侧回流公共端，接地；其4脚为低侧 栅极激励输出端，与二极管D11的阴极相连，电阻R28与二极管D11并联，二极管D11的阳 极分别与电阻R30、电容C21、M0S管Q7的栅极相连，电阻R30、电容C21共地，M0S管Q7的 源极接地，M0S管Q7的漏极与M0S管Q6的源极相连，并引出信号线MC接电流采样电路20 的信号输入端；其5脚为芯片供电端，与12V电压连接，并通过电容C18接地；其6脚为高 侧悬浮供电回流端，分别与电容C19、电阻R29、电容C20的一端相连，电容C19的另一端分 别与半桥功率放大芯片IC3的8脚、二极管D9的阴极相连，二极管D9的阳极接12V电压， 电阻R29与电容C20并联，该并联端与二极管D10的阳极相连，二极管D10的阴极与半桥功 率放大芯片IC3的7脚相连，电阻R27与二极管D10并联，M0S管Q6的栅极接在电容C20和 电阻R29之间；其7脚为高侧栅极激励输出端，其8脚为高侧悬浮供电端，电解电容C22跨 接在M0S管Q6的漏极和M0S管Q7的源极之间，电解电容C23与电解电容C22、电容C24并 联，且均接插头JP5,电容C25与电容C24并联，所述半桥功率放大芯片IC3采用ir2148芯 片。
[0025] 如图9所示，本方法包括下列顺序的步骤： (1)将温度传感器采集到的温度信号，姿态检测传感器采集到的角速度和加速度信号， 霍尔传感器采集到的直流无刷电机100转子位置信号和电流传感器采集到的直流无刷电 机100三相定子电流信号发送到主控制器50 ; (2) 主控制器50对检测到的温度信号进行判断，如果检测到的温度信号超过设定值， 则控制系统进入保护状态； (3) 主控制器50通过对采集到的三轴角速度和加速度信号使用四元数算法进行解算， 得到滑板车的实际俯仰角，并用设定的目标俯仰角度值与实际俯仰角度值Θ 相减，计算出角度误差e e: e Θ = ^ ref- ^ act； (4) 利用PID算法求解出转矩电流给定iqraf:
其中％为角度环比例系数，#为角度环积分系数，4为角度环微分系数； (5) 根据直流无刷电机100的转矩电流给定iqraf、设定的励磁电流给定idraf、实际转矩 电流和实际励磁电流i dart，计算出转矩电流误差eq和励磁电流误差e d;
(6) 利用PI算法求解出需要向直流无刷电机100施加的q轴电压uq和d轴电压u d;
其中为转矩电流环比例系数，尤f为转矩电流环积分系数，夏?为励磁电流环比例系 数，#为励磁电流环积分系数； (7) 根据q轴电压uq和d轴电压u d，利用Park反变换求解出α、β坐标系下的ua和 Up； (8) ua和u e通过SVPWM空间矢量脉宽调制技术产生控制信号，经过逆变器向直流无刷 电机施加三相电压，直流无刷电机输出转矩，从而保持滑板车的姿态平衡；同时通过电流传 感器实时采集直流无刷电机三相电流，经过Charke变换和Park变换，得到实际转矩电流 和实际励磁电流i ，形成闭环控制。
[0026] 对于不同的滑板车，具体的控制参数设定需要根据滑板车本身的参数以及安装在 滑板车上的直流无刷电机1〇〇本身的参数来制定。
[0027] 综上所述，本发明采用ARM系列单片机STM32F103C8T6作为主控制器50,该控制器 拥有丰富的片内外设资源和强大的数字运算能力，并利用先进的9轴运动处理传感器测量 车辆角速度与加速度，通过传感器数据融合技术获取精确的滑板车侧倾角度，运用PID控 制算法控制直流无刷电机100,控制稳定可靠。
【主权项】
1. 一种滑板车的控制系统，其特征在于：包括用于检测滑板车姿态信息的姿态检测电 路、用于检测直流无刷电机A相和C相电流的电流采样电路以及用于检测电机矢量驱动电 路中MOS管温度的温度传感器，姿态检测电路的输出端与主控制器的第一输入端相连，温 度传感器通过温度检测电路与主控制器的第二输入端相连，电流采样电路的输出端与主控 制器的第三输入端相连，主控制器的第一输出端通过电机矢量驱动电路与直流无刷电机 的输入端相连，所述主控制器的第二输出端与报警电路的输入端相连，所述主控制器采用 STM32F103C8T6 芯片。2. 根据权利要求1所述的滑板车的控制系统，其特征在于：所述直流无刷电机采用轮 毂电机，温度传感器、姿态检测电路、主控制器、温度检测电路、电流采样电路、电机矢量驱 动电路和报警电路均焊接在控制电路板上，控制电路板嵌入在滑板车左踏板的下方，电池 嵌入在滑板车右踏板的下方。3. 根据权利要求1所述的滑板车的控制系统，其特征在于：所述温度检测电路包括接 插头CN601、电阻R1、电阻R2和电容C1，接插头CN601的2脚接+5V电压Power_5v，接插头 CN601的1脚分别与电阻R1、电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端分别与STM32F103C8T6 芯片的10脚、电容C1的一端相连，电阻R1、电容C1共地；所述温度传感器的两端与接插头 CN601相连。4. 根据权利要求1所述的滑板车的控制系统，其特征在于：所述姿态检测电路包括姿 态检测传感器，姿态检测传感器采用MPU6050芯片，其1脚接地，其8脚分别接3. 3V电源、 电容C2、电容C3、电阻R4、电阻R5的一端，电容C2、电容C3的另一端均接地，电阻R4的另 一端接MPU6050芯片的24脚，电阻R5的另一端接MPU6050芯片的23脚，MPU6050芯片的 9脚与电阻R3的一端相连，MPU6050芯片的20脚与电容C5的一端相连，电阻R3与电容C5 共地，MPU6050芯片的10脚通过电容C4接地，MPU6050芯片的11脚、18脚接地，MPU6050芯 片的24脚与STM32F103C8T6芯片的43脚相连，MPU6050芯片的23脚与STM32F103C8T6芯 片的42脚相连，MPU6050芯片的13脚接3. 3V电源。5. 根据权利要求1所述的滑板车的控制系统，其特征在于：所述电流采样电路包括 用于检测直流无刷电机A相电流的第一电流采样电路以及用于检测直流无刷电机C相电 流的第二电流采样电路，第一电流采样电路包括第一电流传感器，第一电流传感器采用 ACS709LLFTR芯片，其1、2、3、4、5、6脚与电机矢量驱动电路的A相输出信号MA相连，其7、 8、9、10、11、12脚经二极管D15接地，同时引出接插头JP2连接直流无刷电机的A相线；所 述ACS709LLFTR芯片的P+引脚与P-引脚之间通过电阻R6