發(fā)布時間：2020-03-19 02:54

【摘要】：無刷直流電動機由于其優(yōu)異的特性而廣泛用于各種領域,目前對無刷直流電機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,霍爾傳感器在復雜多變的條件下易發(fā)生故障。目前,對無刷直流電機霍爾傳感器故障診斷及容錯處理已經(jīng)得到了廣泛的關注和深入的研究,但仍存在許多問題。伴隨著近年來對神經(jīng)網(wǎng)絡的深入研究,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)絡對無刷直流電機傳感器進行故障診斷,并進行容錯處理的新方法。本文的主要工作與研究如下:介紹BP神經(jīng)網(wǎng)絡,并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡故障診斷模型,將幾種能夠反映電機故障狀態(tài)的參量作為神經(jīng)網(wǎng)絡的識別特征量,利用神經(jīng)網(wǎng)絡對故障特征數(shù)據(jù)進行學習,經(jīng)過訓練的BP神經(jīng)網(wǎng)絡用于傳感器的故障檢測。無刷直流電機霍爾傳感器容錯控制系統(tǒng)采用無位置傳感器控制,針對切換系統(tǒng)對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動定位有時會產(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勢模塊的輸出控制值進行統(tǒng)一,提高了系統(tǒng)的可靠性。當神經(jīng)網(wǎng)絡檢測到霍爾傳感器出現(xiàn)故障時,切換至無位置傳感器控制系統(tǒng),從而實現(xiàn)電機的容錯運行。最后,本文設計并構建了基于FPGA的無刷直流電機容錯控制系統(tǒng)平臺,并對所提出的電機故障檢測及容錯控制系統(tǒng)進行了實驗,實驗結果與仿真結果相近,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無刷直流電機系統(tǒng)結構逡逑無刷直流電機通常利用電子換向線路，其通常由電機、電子換向器和霍爾逡逑傳感器共同組成。其結構圖如圖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的內(nèi)部結構。逡逑（１）電機本體逡逑無刷直流電機的定子由繞組構成，選擇性能優(yōu)越的稀土材料構成轉(zhuǎn)子上的逡逑永磁體。利用圖２－１的設計形式，不僅電機有較小的體積，，且具有優(yōu)良的動態(tài)逡逑性能，電機啟動快，性能佳，同時電機不需要其余裝置也使電機省去了機械的逡逑滑環(huán)裝置。電機本體結構如圖２－２所示。逡逑－７－逡逑

２．１．１無刷直流電機系統(tǒng)結構逡逑無刷直流電機通常利用電子換向線路，其通常由電機、電子換向器和霍爾逡逑傳感器共同組成。其結構圖如圖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的內(nèi)部結構。逡逑（１）電機本體逡逑無刷直流電機的定子由繞組構成，選擇性能優(yōu)越的稀土材料構成轉(zhuǎn)子上的逡逑永磁體。利用圖２－１的設計形式，不僅電機有較小的體積，且具有優(yōu)良的動態(tài)逡逑性能，電機啟動快，性能佳，同時電機不需要其余裝置也使電機省去了機械的逡逑滑環(huán)裝置。電機本體結構如圖２－２所示。逡逑－７－逡逑
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM33

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本文編號：2589593