本文關(guān)鍵詞：基于DSP的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：論文選題來源于國防預(yù)先研究項(xiàng)目:磁懸浮飛輪技術(shù)。磁懸浮飛輪采用永磁無刷直流電機(jī)(BLDCM)作為驅(qū)動電機(jī),要求驅(qū)動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)動量輪和反作用輪兩種工作模式,并具有高精度的轉(zhuǎn)速控制。論文對基于DSP技術(shù)的磁懸浮飛輪無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。 論文首先論述了無刷直流電機(jī)的基本工作原理、組成環(huán)節(jié)、運(yùn)行特性和傳遞函數(shù)。根據(jù)飛輪驅(qū)動系統(tǒng)的控制要求,選用TMS320LF2407A作為驅(qū)動電機(jī)的控制芯片。根據(jù)無刷直流電機(jī)的特點(diǎn)和DSP芯片的功能,分別提出了基于DSP技術(shù)的有位置傳感器和無位置傳感器控制方案,并根據(jù)方案進(jìn)行了相應(yīng)的控制算法仿真。然后針對所設(shè)計(jì)的控制方案和控制算法對控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)作了詳細(xì)論述。硬件部分先作了整體設(shè)計(jì),又著重論述了幾個主要模塊的電路設(shè)計(jì)。軟件部分采用模塊化設(shè)計(jì)思想,編制了各個模塊的流程圖,論述了軟件實(shí)現(xiàn)方面的問題。最后,給出了控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時的實(shí)驗(yàn)測試情況,并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于DSP控制的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)可以工作在動量輪和反作用輪兩種模式下,在電機(jī)轉(zhuǎn)速大于1000rpm時控制精度高于0.1%,超調(diào)量小于3%。系統(tǒng)滿足飛輪驅(qū)動控制的要求,在航天器上具有較好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：無刷直流電機(jī) DSP 控制 仿真 磁懸浮飛輪
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：TM33
【目錄】：

• 目錄5-8
• 圖目錄8-9
• 表目錄9-10
• 摘要10-11
• Abstract11-12
• 第一章 緒論12-17
• §1.1 課題背景及意義12-13
• §1.1.1 課題背景12
• §1.1.2 課題意義12-13
• §1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究情況綜述13-16
• §1.2.1 無刷電機(jī)本體的發(fā)展13-14
• §1.2.2 相關(guān)控制技術(shù)的發(fā)展14-16
• §1.3 論文主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 無刷直流電機(jī)工作過程分析17-27
• §2.1 無刷直流電機(jī)基本組成17-19
• §2.1.1 無刷直流電機(jī)的本體17-18
• §2.1.2 轉(zhuǎn)子位置傳感器18-19
• §2.1.3 電子換向電路19
• §2.2 無刷直流電機(jī)的工作原理19-21
• §2.2.1 基本工作原理19-20
• §2.2.2 主回路的連接方式20-21
• §2.3 無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型21-24
• §2.3.1 電壓方程21-22
• §2.3.2 轉(zhuǎn)矩方程22-23
• §2.3.3 狀態(tài)方程和等效電路23
• §2.3.4 傳遞函數(shù)23-24
• §2.4 無刷直流電機(jī)的調(diào)速24-26
• §2.4.1 調(diào)速方法選擇24-25
• §2.4.2 調(diào)速控制策略25-26
• §2.5 小結(jié)26-27
• 第三章 基于DSP的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理27-47
• §3.1 電機(jī)控制專用DSP27-37
• §3.1.1 數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor)原理27-28
• §3.1.2 TMS320LF2407A的主要特點(diǎn)28-30
• §3.1.3 事件管理器30-32
• §3.1.4 PWM波形產(chǎn)生32-35
• §3.1.5 模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊35-37
• §3.2 有位置傳感器控制方案37-42
• §3.2.1 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的檢測38
• §3.2.2 電機(jī)相電流的檢測38-39
• §3.2.3 參考速度的輸入和速度的測量39-40
• §3.2.4 電流誤差和速度誤差的調(diào)節(jié)40-41
• §3.2.5 功率管的換向與驅(qū)動41-42
• §3.3 無位置傳感器控制方案42-46
• §3.3.1 無位置傳感器問題的提出42-43
• §3.3.2 反電動勢過零法43-45
• §3.3.3 無位置傳感器起動策略45-46
• §3.4 小結(jié)46-47
• 第四章 系統(tǒng)控制方法仿真47-59
• §4.1 數(shù)字PID控制47-50
• §4.1.1 PID控制原理48-49
• §4.1.2 數(shù)字PID控制算法49-50
• §4.2 系統(tǒng)雙閉環(huán)設(shè)計(jì)50-55
• §4.2.1 常規(guī)PID控制器設(shè)計(jì)50-53
• §4.2.2 模糊控制器設(shè)計(jì)53-55
• §4.3 MATLAB仿真結(jié)果與分析55-58
• §4.3.1 仿真結(jié)果55-57
• §4.3.2 實(shí)際應(yīng)用分析57-58
• §4.4 小結(jié)58-59
• 第五章 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)59-73
• §5.1 總體硬件結(jié)構(gòu)59-60
• §5.2 DSP外圍電路設(shè)計(jì)60-65
• §5.2.1 DSP電源及電壓監(jiān)控電路設(shè)計(jì)60-61
• §5.2.2 時鐘電路與仿真接口設(shè)計(jì)61-63
• §5.2.3 通信與存儲器接口設(shè)計(jì)63-65
• §5.3 驅(qū)動及逆變單元設(shè)計(jì)65-69
• §5.3.1 功率驅(qū)動芯片選取65-66
• §5.3.2 功率管選取66-68
• §5.3.3 驅(qū)動電路設(shè)計(jì)68-69
• §5.4 相電壓、相電流檢測電路設(shè)計(jì)69-71
• §5.4.1 相電流檢測電路設(shè)計(jì)69-70
• §5.4.2 相電壓檢測電路設(shè)計(jì)70-71
• §5.5 PCB電路圖設(shè)計(jì)71-72
• §5.6 小結(jié)72-73
• 第六章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)73-84
• §6.1 DSP軟件開發(fā)的基礎(chǔ)知識73-77
• §6.1.1 通用目標(biāo)文件格式73-74
• §6.1.2 集成開發(fā)環(huán)境74-75
• §6.1.3 DSP的定點(diǎn)運(yùn)算75-77
• §6.2 系統(tǒng)控制軟件流程圖77-79
• §6.3 主要環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)79-83
• §6.4 小結(jié)83-84
• 第七章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究84-91
• §7.1 位置信號和PWM波形84-85
• §7.2 電機(jī)相電壓波形85-87
• §7.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線87-88
• §7.4 結(jié)論與展望88-91
• 致謝91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 附錄：攻讀碩士階段發(fā)表論文情況96

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 郭雪梅;賈宏光;馮長有;;直流無刷電機(jī)位置跟蹤的模糊PID控制[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 葛勇;速度電流雙閉環(huán)伺服系統(tǒng)研究與軟硬件設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2009年

2 孟楠;四相永磁無刷直流電動機(jī)控制系統(tǒng)研究[D];太原理工大學(xué);2011年

3 魏再平;基于STM32的電動摩托車無刷直流電機(jī)控制器[D];西華大學(xué);2011年

4 桂欣;高可靠性無刷直流電機(jī)驅(qū)動器研究[D];長沙理工大學(xué);2012年

5 侯賽;基于嵌入式的燃料電池電動汽車能量及驅(qū)動控制策略的研究與設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2006年

6 王瑞豐;基于ARM的變溫空調(diào)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

7 殷云華;基于DSP的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真研究[D];中北大學(xué);2007年

8 肖平;混合動力電動汽車整車匹配與電機(jī)控制系統(tǒng)研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

9 董昭;無刷直流電動機(jī)控制系統(tǒng)研究[D];西安理工大學(xué);2007年

10 陸豐勤;多功能爬樓梯裝置的研究及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：基于DSP的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：434904