【摘要】：無刷直流電動(dòng)機(jī)由于其優(yōu)異的特性而廣泛用于各種領(lǐng)域,目前對(duì)無刷直流電機(jī)多使用有位置傳感器控制,其中使用最普遍的是霍爾傳感器。但是,霍爾傳感器在復(fù)雜多變的條件下易發(fā)生故障。目前,對(duì)無刷直流電機(jī)霍爾傳感器故障診斷及容錯(cuò)處理已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注和深入的研究,但仍存在許多問題。伴隨著近年來對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深入研究,其為傳感器故障診斷提供了一種新的解決途徑。在本文中,提出了一種使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)無刷直流電機(jī)傳感器進(jìn)行故障診斷,并進(jìn)行容錯(cuò)處理的新方法。本文的主要工作與研究如下:介紹BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型,將幾種能夠反映電機(jī)故障狀態(tài)的參量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別特征量,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障特征數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí),經(jīng)過訓(xùn)練的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于傳感器的故障檢測(cè)。無刷直流電機(jī)霍爾傳感器容錯(cuò)控制系統(tǒng)采用無位置傳感器控制,針對(duì)切換系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)定位有時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏差的缺陷,本文在系統(tǒng)中加入S函數(shù)將霍爾傳感器輸出值與線反電動(dòng)勢(shì)模塊的輸出控制值進(jìn)行統(tǒng)一,提高了系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)到霍爾傳感器出現(xiàn)故障時(shí),切換至無位置傳感器控制系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的容錯(cuò)運(yùn)行。最后,本文設(shè)計(jì)并構(gòu)建了基于FPGA的無刷直流電機(jī)容錯(cuò)控制系統(tǒng)平臺(tái),并對(duì)所提出的電機(jī)故障檢測(cè)及容錯(cuò)控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果相近,證明了該方案的正確性和可行性,為后續(xù)研究提供了新思路。
【圖文】：

２．１．１無刷直流電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逡逑無刷直流電機(jī)通常利用電子換向線路，其通常由電機(jī)、電子換向器和霍爾逡逑傳感器共同組成。其結(jié)構(gòu)圖如圖２－１所示。逡逑電源電路邋邐？電子換相線路邋邐？電機(jī)本體邋邐？轉(zhuǎn)矩輸出逡逑ｉ邋＼逡逑轉(zhuǎn)子位置傳逡逑感器邐＾￣逡逑圖２－１無刷直流電機(jī)整體逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ＢＬＤＣ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑下面介紹無刷直流電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。逡逑（１）電機(jī)本體逡逑無刷直流電機(jī)的定子由繞組構(gòu)成，選擇性能優(yōu)越的稀土材料構(gòu)成轉(zhuǎn)子上的逡逑永磁體。利用圖２－１的設(shè)計(jì)形式，不僅電機(jī)有較小的體積，，且具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)逡逑性能，電機(jī)啟動(dòng)快，性能佳，同時(shí)電機(jī)不需要其余裝置也使電機(jī)省去了機(jī)械的逡逑滑環(huán)裝置。電機(jī)本體結(jié)構(gòu)如圖２－２所示。逡逑－７－逡逑

２．１．１無刷直流電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逡逑無刷直流電機(jī)通常利用電子換向線路，其通常由電機(jī)、電子換向器和霍爾逡逑傳感器共同組成。其結(jié)構(gòu)圖如圖２－１所示。逡逑電源電路邋邐？電子換相線路邋邐？電機(jī)本體邋邐？轉(zhuǎn)矩輸出逡逑ｉ邋＼逡逑轉(zhuǎn)子位置傳逡逑感器邐＾￣逡逑圖２－１無刷直流電機(jī)整體逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ＢＬＤＣ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑下面介紹無刷直流電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。逡逑（１）電機(jī)本體逡逑無刷直流電機(jī)的定子由繞組構(gòu)成，選擇性能優(yōu)越的稀土材料構(gòu)成轉(zhuǎn)子上的逡逑永磁體。利用圖２－１的設(shè)計(jì)形式，不僅電機(jī)有較小的體積，且具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)逡逑性能，電機(jī)啟動(dòng)快，性能佳，同時(shí)電機(jī)不需要其余裝置也使電機(jī)省去了機(jī)械的逡逑滑環(huán)裝置。電機(jī)本體結(jié)構(gòu)如圖２－２所示。逡逑－７－逡逑
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM33

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本文編號(hào)：2589593