本文關(guān)鍵詞：無位置BLDC電機(jī)控制器及測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機(jī) 電壓空間矢量調(diào)制 luenberger觀測器 UART通訊

【摘要】：BLDC電機(jī)由于其良好的調(diào)速性能,控制方法靈活,效率高,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,使用壽命長,越來越廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī),軍事,汽車,家電等領(lǐng)域。在傳統(tǒng)直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)子位置信號(hào)通常都是采用霍爾傳感器或者光電傳感器來獲取轉(zhuǎn)。既增加了系統(tǒng)的額外成本,又降低了穩(wěn)定性,并且受位置傳感器精度影響。這些問題都限制了BLDC電機(jī)的應(yīng)用范圍。近年來圍繞著電機(jī)無位置傳感器控制的控制技術(shù)得到了國內(nèi)外許多學(xué)者的關(guān)注,也產(chǎn)生了許多相關(guān)理論和方法,拓展BLDC電機(jī)的應(yīng)用場合。基于以上背景,本文以直流無刷電機(jī)為控制對(duì)象,使用轉(zhuǎn)子luenberger觀測器理論研究和設(shè)計(jì)一種無位置傳感器的BLDC電機(jī)矢量控制系統(tǒng)。同時(shí)利用控制器內(nèi)置的異步通訊模塊實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)上下位機(jī)的通訊和數(shù)據(jù)交換工作,設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一種無位置電機(jī)矢量控制器及其測試系統(tǒng),對(duì)于電機(jī)控制器的應(yīng)用與推廣有著實(shí)際的意義。具體內(nèi)容如下：1)介紹了電機(jī)無位置傳感器控制技術(shù)的發(fā)展背景及幾種常用的位置估計(jì)算法,并建立BLDC電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,提出luenberger觀測器的應(yīng)用與直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制技術(shù)。2)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),給出了各部分的流程圖,包括系統(tǒng)中斷,位置估計(jì),開環(huán)啟動(dòng),PID控制器等各部分的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程。3)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),本文采樣STM32F103芯片作為微控制器搭建控制器的硬件平臺(tái),另外還包括電源電路,調(diào)速電路,驅(qū)動(dòng)電路,各種保護(hù)電路等。4)測試系統(tǒng)上位機(jī)的軟件與硬件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的無位置傳感器算法理論正確可行,結(jié)構(gòu)簡單,效果好,對(duì)實(shí)際的電機(jī)控制系統(tǒng)具有指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 電壓空間矢量調(diào)制 luenberger觀測器 UART通訊
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM33
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-14
• 1.1 研究工作背景分析11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢11-12
• 1.3 論文的意義12
• 1.4 本文的主要工作12-13
• 1.5 論文的章節(jié)組織結(jié)構(gòu)13-14
• 第二章 相關(guān)背景技術(shù)介紹14-27
• 2.1 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)簡介14-15
• 2.2 正弦波電機(jī)的系統(tǒng)控制方案15-16
• 2.2.1 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)15-16
• 2.2.2 矢量控制技術(shù)16
• 2.3 電機(jī)無位置傳感器控制策略16-19
• 2.4 BLDC電機(jī)的矢量控制19-26
• 2.4.1 luenberger觀測器的設(shè)計(jì)22-23
• 2.4.2 luenberger觀測器在BLDC電機(jī)矢量控制中應(yīng)用23-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 控制器及其測試系統(tǒng)需求分析27-32
• 3.1 電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)需求分析27-29
• 3.1.1 電機(jī)控制器自檢功能需求27-28
• 3.1.2 電機(jī)控制器停機(jī)功能需求28
• 3.1.3 電機(jī)控制器啟動(dòng)功能需求28
• 3.1.4 電機(jī)控制器運(yùn)行功能需求28-29
• 3.1.5 控制器故障停機(jī)功能需求29
• 3.2 綜合測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析29-31
• 3.2.1 測試目標(biāo)的負(fù)載設(shè)計(jì)需求29-30
• 3.2.2 測試輸出信號(hào)精度設(shè)計(jì)要求30
• 3.2.3 上位機(jī)測試系統(tǒng)的功能要求30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第四章 控制系統(tǒng)的軟件仿真32-48
• 4.1 仿真模型32-33
• 4.2 電壓空間矢量原理33-39
• 4.3 仿真結(jié)果分析39-47
• 4.3.1 空載調(diào)速階躍39-40
• 4.3.2 加載啟動(dòng)40-42
• 4.3.3 抗干擾測試42-45
• 4.3.4 低速測試45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)48-56
• 5.1 芯片簡介48-49
• 5.2 基于STM32F103RB的BLDC電機(jī)矢量控制器的硬件設(shè)計(jì)49-54
• 5.2.1 電源電路50-51
• 5.2.2 電機(jī)調(diào)速電路51
• 5.2.3 電流采樣電路51-52
• 5.2.4 驅(qū)動(dòng)電路52-53
• 5.2.5 過流保護(hù)電路53-54
• 5.2.6 欠壓保護(hù)電路54
• 5.3 測試系統(tǒng)上位機(jī)接口電路54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)56-70
• 6.1 系統(tǒng)程序主狀態(tài)機(jī)56
• 6.2 主程序介紹56-57
• 6.3 系統(tǒng)中斷介紹57-60
• 6.3.1 系統(tǒng)定時(shí)器中斷57-58
• 6.3.2 ADC-DMA中斷58-60
• 6.4 位置估計(jì)60-61
• 6.5 開環(huán)啟動(dòng)61-63
• 6.6 PID控制算法63-65
• 6.7 電流濾波算法65-66
• 6.8 循環(huán)控制66-67
• 6.9 測試系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)67-69
• 6.10 本章小結(jié)69-70
• 第七章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析70-80
• 7.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建70-71
• 7.2 電機(jī)啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)71-72
• 7.3 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)72-74
• 7.4 調(diào)速實(shí)驗(yàn)74-76
• 7.5 干擾實(shí)驗(yàn)76
• 7.6 電流響應(yīng)實(shí)驗(yàn)76-78
• 7.7 測試系統(tǒng)通訊連接實(shí)驗(yàn)78-79
• 7.8 本章小結(jié)79-80
• 第八章 結(jié)論和展望80-81
• 8.1 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)現(xiàn)狀與成果80
• 8.2 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)特色與技術(shù)創(chuàng)新80
• 8.3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)的不足與展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-84

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本文編號(hào)：976197