本文關(guān)鍵詞：無位置傳感器無刷直流電機速度控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：無刷直流電機一般是利用位置傳感器來獲得轉(zhuǎn)子位置信號進而控制電機換相的,但這種控制方式存在穩(wěn)定性差、易受工作環(huán)境影響等諸多弊端,其使用受到一定的限制,而采用無位置傳感器控制技術(shù)就可以解決這些問題,因此,本文對于無位置傳感器控制的無刷直流電機速度控制系統(tǒng)進行研究。具體包括以下的研究內(nèi)容:首先,就本課題的研究背景與意義做了簡單介紹,之后論述了無刷直流電機幾年來的發(fā)展概況,對有位置傳感器和無位置傳感器兩種控制方式做了詳細介紹和對比,分析了目前的轉(zhuǎn)子位置檢測法,并對無刷直流電機的基本知識包括工作原理、結(jié)構(gòu)、數(shù)學模型和調(diào)速方法進行了學習研究。其次,確定了控制系統(tǒng)的總體方案:確認系統(tǒng)控制策略為速度和電流雙閉環(huán)控制;選擇DSP TMS320F2812芯片作為本系統(tǒng)的主控芯片;介紹了反電勢疊加法和反電勢過零法相結(jié)合的轉(zhuǎn)子位置檢測法的原理和換相邏輯;分別介紹了傳統(tǒng)PID控制算法、數(shù)字PID算法以及新型PID算法的原理,對比了三種算法的優(yōu)缺點,確定數(shù)字PI算法作為控制算法;選擇三段式啟動。第三,選用MATLAB軟件中的Simulink仿真平臺,建立了無位置傳感器和有位置傳感器兩種控制方式的無刷直流電機控制系統(tǒng)的仿真模型,介紹了各模塊的建立過程,并對所選系統(tǒng)方案進行仿真。最后,根據(jù)控制系統(tǒng)性能要求,以系統(tǒng)總體方案為依據(jù),對控制系統(tǒng)硬件實驗平臺進行設(shè)計,主要包括主電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路、電壓電流采樣電路以及隔離電路等;以C語言來編寫軟件程序,按照各模塊的功能對系統(tǒng)軟件部分進行設(shè)計,主要包括主程序、子程序和中斷服務子程序等部分。
【關(guān)鍵詞】：無刷直流電機 無位置傳感器 反電勢疊加 TMS320F2812
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題選擇的背景與意義9-10
• 1.2 無刷直流電機的發(fā)展概況10-12
• 1.3 無刷直流電機的控制方式12-17
• 1.3.1 有位置傳感器控制方式12-13
• 1.3.2 無位置傳感器控制方式13-16
• 1.3.3 兩種控制方式的對比16-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容的結(jié)構(gòu)與安排17-18
• 第二章 無刷直流電機的基本結(jié)構(gòu)和數(shù)學模型18-27
• 2.1 無刷直流電機的結(jié)構(gòu)18-21
• 2.1.1 無刷直流電機本體18-19
• 2.1.2 電子換相線路19
• 2.1.3 位置傳感器19-21
• 2.2 無刷直流電機的工作原理21-23
• 2.3 無刷直流電機的數(shù)學模型23-25
• 2.4 無刷直流電機的調(diào)速原理25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計27-39
• 3.1 控制策略的選擇27
• 3.2 主控制單元選擇27-29
• 3.3 轉(zhuǎn)子位置檢測方案29-33
• 3.3.1 原理介紹29-32
• 3.3.2 換相邏輯32-33
• 3.4 啟動問題33-35
• 3.5 控制算法的選擇35-38
• 3.5.1 傳統(tǒng)PID控制算法35-36
• 3.5.2 數(shù)字PID控制算法36-37
• 3.5.3 新型PID控制算法37-38
• 3.5.4 PID參數(shù)的整定38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 兩種控制方式下的無刷直流電機控制系統(tǒng)仿真研究39-53
• 4.1 無位置傳感器控制系統(tǒng)仿真模型的建立39-46
• 4.1.1 BLDCM本體40-43
• 4.1.2 換相模塊43-44
• 4.1.3 啟動和PWM生成模塊44-45
• 4.1.4 速度和電流控制模塊45-46
• 4.1.5 逆變器模塊46
• 4.2 有位置傳感器控制系統(tǒng)仿真模型的建立46-49
• 4.2.1 BLDCM本體47-48
• 4.2.2 換相模塊48-49
• 4.3 仿真結(jié)果和分析49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計53-61
• 5.1 控制系統(tǒng)硬件電路概述53
• 5.2 主電路53-56
• 5.3 轉(zhuǎn)子位置檢測電路56-58
• 5.4 電壓電流采樣電路58-60
• 5.5 驅(qū)動隔離電路60
• 5.6 本章小結(jié)60-61
• 第六章 無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計61-70
• 6.1 DSP開發(fā)環(huán)境61
• 6.2 程序總體設(shè)計結(jié)構(gòu)61
• 6.3 主程序61-62
• 6.4 子程序62-66
• 6.4.1 啟動程序62-63
• 6.4.2 雙閉環(huán)運行程序63-66
• 6.5 中斷子程序66-69
• 6.5.1 捕獲中斷程序66-67
• 6.5.2 ADC采樣中斷子程序67-69
• 6.6 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論與展望70-72
• 參考文獻72-77
• 攻讀學位期間取得的研究成果77-78
• 致謝78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李自成;程善美;秦憶;;線反電動勢檢測無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置方法[J];電機與控制學報;2010年12期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李自成;無刷直流電機無位置傳感器控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學;2010年

2 姜衛(wèi)東;混合動力電動汽車用無刷直流電機動態(tài)性能及控制策略的研究[D];合肥工業(yè)大學;2004年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 褚仁林;基于DSP的電機控制系統(tǒng)的研究[D];西北工業(yè)大學;2007年

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本文編號：935457