【摘要】：線圈輔助勵(lì)磁無(wú)刷直流電機(jī)(Coil assisted excitation brushless DC motor,CAE-BLDCM)由兩組磁極相關(guān)的定/轉(zhuǎn)子凸極結(jié)構(gòu)組成,同時(shí)加入了由中央輔助線圈提供的可調(diào)磁場(chǎng),避免了無(wú)刷直流電機(jī)中永磁體退磁及無(wú)法控制永磁量等不利因素,具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、耐高溫、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。由于CAE-BLDCM的結(jié)構(gòu)特殊、磁路復(fù)雜、解耦困難,對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)的搭建造成困難。首先,本文通過(guò)ANSYS靜態(tài)、動(dòng)態(tài)仿真分析電機(jī)轉(zhuǎn)矩、磁鏈、電感特性及中央輔助線圈控制效果,并采用不依靠電機(jī)參數(shù)的智能控制方式,即基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識(shí)的雙神經(jīng)元自適應(yīng)智能控制策略,實(shí)現(xiàn)電機(jī)電樞繞組與中央輔助線圈最優(yōu)聯(lián)合控制。然后,本文通過(guò)Maxwell、Simplorer和Matlab三個(gè)軟件聯(lián)合搭建了一套針對(duì)CAEBLDCM的仿真平臺(tái),由于CAE-BLDCM非線性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)特殊等原因,同樣在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)也會(huì)遇到困難,因此采用聯(lián)合仿真實(shí)現(xiàn)電機(jī)不同控制策略時(shí)的仿真分析。在電機(jī)啟動(dòng)、加速以及突加負(fù)載過(guò)程中,對(duì)比分析常規(guī)PID、單神經(jīng)元自適應(yīng)PID以及雙神經(jīng)元自適應(yīng)PID這三種不同控制策略,分析結(jié)果表明雙神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)具有更好的控制精度、魯棒性及響應(yīng)速度。最后,基于電機(jī)控制原理在仿真的基礎(chǔ)上,搭建了以TMS320F28335DSP為核心的硬件控制平臺(tái)并進(jìn)行調(diào)試,通過(guò)CCS6.0軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)編程,分別實(shí)現(xiàn)電機(jī)常規(guī)PID、單神經(jīng)元自適應(yīng)PID以及雙神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了CAE-BLDCM結(jié)構(gòu)及雙神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制方法的可行性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM33;TP273
【圖文】：

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文chine, HEDSM)。我國(guó)對(duì) HEDSM 的開(kāi)始研究時(shí)并始研究的較早，HEDSM 的概念最早是由美國(guó)學(xué)者斯、歐洲等一些國(guó)家也開(kāi)始對(duì) HEDSM 結(jié)構(gòu)進(jìn)行了M 研究的深入，在優(yōu)化設(shè)計(jì)電機(jī)本體參數(shù)、控制方面都取得了重要的突破，并有了很多有意義的發(fā)勵(lì)磁繞組相結(jié)合在存在有多方面的難點(diǎn)，很難利最佳性能�；旌蟿�(lì)磁電機(jī)的磁路分析比較復(fù)雜，大類(lèi)：串聯(lián)磁路式、并聯(lián)磁路式、并列結(jié)構(gòu)式。

第 2 章 線圈輔助勵(lì)磁無(wú)刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理.1 CAE-BLDCM 結(jié)構(gòu)拓?fù)銫AE-BLDCM 主要由定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、機(jī)殼和繞組五部分組成，其中繞組又轉(zhuǎn)軸中央的中央輔助線圈繞組和在定子上的集中電樞繞組。如圖 2.1 所示，為 CLDCM 3D 結(jié)構(gòu)圖，其工作原理與開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)相類(lèi)似，都遵循最小磁阻原理，但AE-BLDCM 為軸向磁通走向。由圖可知，CAE-BLDCM 采用電樞定子繞組與中央繞組兩套繞組相結(jié)合的方式，通過(guò)對(duì)中央線圈通入不同方向大小的電流來(lái)改變氣密，拓寬了電機(jī)的調(diào)速范圍以及增加了控制上的靈活性。如圖 2.2 所示，為 CLDCM 的樣機(jī)，圖 2.2a 為電機(jī)的機(jī)殼、定子凸極及定子繞組部分，可以看到電樞集中纏繞在定子凸極上，圖 2.2b 為電機(jī)的轉(zhuǎn)子凸極及轉(zhuǎn)軸部分，轉(zhuǎn)子凸極上無(wú)繞組沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

a b圖 2.2 電機(jī)樣機(jī)定/轉(zhuǎn)子Fig. 2.2 The stator/rotor of motor prototypeCAE-BLDCM 采用 9/6 極結(jié)構(gòu)，不僅與市面上大多三相電機(jī)相同，更加方便實(shí)機(jī)的自啟動(dòng)，三相電機(jī)保證了電機(jī)控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性，不需要太復(fù)雜的控制電路AE-BLDCM 設(shè)計(jì)的極弧還增加了定子凸極與轉(zhuǎn)子凸極的重疊區(qū)域，從而提高了電最大輸出轉(zhuǎn)矩的同時(shí)還可以減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。.2 電機(jī)工作原理雙凸極電機(jī)都根據(jù)“磁阻最小原理”來(lái)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，CAE-BLDCM 也采用“最小原理”，磁通將會(huì)按照磁阻最小的路徑行走，并形成閉合的磁回路。在電機(jī)通電時(shí)電相的定子凸極與其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子凸極之間會(huì)產(chǎn)生磁拉力，將轉(zhuǎn)子凸極拉向磁阻最方向，即定子凸極與轉(zhuǎn)子凸極正對(duì)齊的位置。如圖 2.3a 所示為電機(jī)定轉(zhuǎn)子凸極最阻位置，此時(shí)定子凸極與轉(zhuǎn)子槽中心對(duì)齊；如圖 2.3b 所示為電機(jī)定轉(zhuǎn)子凸極最小

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉桓;張輝;;基于軟件濾波的BLDCM轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)[J];電力電子技術(shù);2017年06期

2 張勇;李宏;;基于三次諧波法的對(duì)轉(zhuǎn)永磁BLDCM建模與仿真[J];計(jì)算機(jī)仿真;2008年11期

3 ;Design of BLDCM Driving and Control System for Motorized Treadmill[J];Journal of Electronic Science and Technology of China;2007年02期

4 耿亞珂;胡偉;;BLDCM新型滑模觀測(cè)器的無(wú)位置傳感器控制[J];測(cè)控技術(shù);2016年01期

5 武亞恒;樊啟高;惠晶;孫璧文;;基于改進(jìn)型滑模觀測(cè)器的無(wú)位置BLDCM控制[J];江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年03期

6 崔麗娜;夏超英;趙玲;;基于“線電壓”的BLDCM無(wú)位置傳感器控制[J];微特電機(jī);2011年02期

7 周朋;王志強(qiáng);朱莊生;;高速BLDCM無(wú)位置傳感器滑模觀測(cè)器控制[J];微特電機(jī);2011年11期

8 龍駒;;應(yīng)用改進(jìn)卡爾曼濾波算法估算BLDCM的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速[J];長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年02期

9 張明慧;劉衛(wèi)國(guó);;高空條件下永磁無(wú)刷直流電機(jī)溫度場(chǎng)研究[J];微電機(jī);2017年02期

10 史梅花;呂昊暾;張激揚(yáng);;無(wú)位置傳感器BLDCM反電勢(shì)信號(hào)相移補(bǔ)償研究[J];空間控制技術(shù)與應(yīng)用;2011年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 ;Fuzzy Gain based Adaptive Fuzzy Logic Controller for BLDCM Drive[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

2 Zhonghai Li;Xiaozhen Fan;Haofei Mao;Jianguo Cui;;Simulation and fault diagnosis for BLDCM[A];第25屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2013年

3 Xue Lv;Hongsheng Li;;The BLDCM Control System Based on Fuzzy-PI Controller[A];2013年中國(guó)智能自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第一分冊(cè)）[C];2013年

4 崔樂(lè)遠(yuǎn);王銀河;胡鈞;章云;;Velocity tracking control of BLDCM based on generalized predictive control[A];2011年中國(guó)智能自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第一分冊(cè)）[C];2011年

5 Shao-Yong CAO;Wei-Jie Tang;;Speed Control System Based on Fuzzy Neural Network of BLDCM[A];第37屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（B）[C];2018年

6 Gu deying;Xia Rui;;The Speed Control of Brushless DC Motor Based on Fuzzy Genetic Algorithm[A];第25屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2013年

7 楊升;馬邦磊;寧國(guó)云;;基于無(wú)感方式BLDCM的移角度控制研究[A];湖北省電工技術(shù)學(xué)會(huì)、武漢電工技術(shù)學(xué)會(huì)2013年度學(xué)術(shù)年會(huì)、第五屆“智能電網(wǎng)”暨“電機(jī)能效提升”發(fā)展論壇論文集[C];2013年

8 ;Sensorless Control for Brushless DC Motors Using Adaptive Sliding Mode Observer[A];第二十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2010年

9 Hong Zhao;Peng Luo;Ning Wang;Zhongjiu Zheng;Derun Zhao;;Brushless DC Motor Control via Fuzzy Systems with Variable Contraction-expansion factors[A];第30屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集（5）[C];2018年

10 曹少泳;程小華;;采用一個(gè)電流傳感器驅(qū)動(dòng)BLDCM的換向轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)[A];第十一屆中國(guó)小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 孫江;高可靠BLDCM驅(qū)動(dòng)電路換相控制法研究[D];電子科技大學(xué);2013年

2 潘雷;BLDCM系統(tǒng)中逆變器故障容錯(cuò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方法研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

3 張曉峰;小型混合動(dòng)力車(chē)中電力驅(qū)動(dòng)裝置的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李博;線圈輔助勵(lì)磁BLDCM操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性及控制系統(tǒng)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

2 高智超;線圈輔助勵(lì)磁BLDCM雙控制器聯(lián)合仿真與控制系統(tǒng)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

3 徐彥博;抑制BLDCM轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的改進(jìn)準(zhǔn)Z源驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2019年

4 邱歡;BLDCM制動(dòng)狀態(tài)再生能量回饋關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安石油大學(xué);2019年

5 柴云瀚;基于滑模觀測(cè)器的BLDCM控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

6 謝敏求;電動(dòng)工具用BLDCM系統(tǒng)及無(wú)位置傳感器控制策略的研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

7 魏荷坪;BLDCM驅(qū)動(dòng)IC中霍爾檢測(cè)放大電路及PWM頻率轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2018年

8 云會(huì)賓;基于DSP的無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制方法研究[D];新疆大學(xué);2017年

9 蔣文強(qiáng);基于智能控制算法的BLDCM調(diào)速系統(tǒng)研究[D];太原理工大學(xué);2017年

10 馬金猛;基于方波驅(qū)動(dòng)的永磁BLDCM系統(tǒng)研究[D];太原科技大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2791541