本文關(guān)鍵詞：永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計研究

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【摘要】：目前,國家正在大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè),促進節(jié)能降耗。永磁無刷直流電機作為新能源產(chǎn)業(yè)的一部分,已在電動車上實現(xiàn)了大規(guī)模的應(yīng)用,擁有良好的發(fā)展前景。所以,針對永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計具有很強的應(yīng)用價值和必要性。在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上,本文介紹了永磁無刷直流電機的結(jié)構(gòu)和原理,進行了永磁無刷直流電機的PID控制系統(tǒng)仿真實驗,分析了電流控制和直接轉(zhuǎn)矩控制兩種方式對永磁無刷直流電機響應(yīng)的影響。綜合比較之后,本文選擇使用電流控制的方法實現(xiàn)永磁無刷直流電機的控制系統(tǒng)設(shè)計。永磁無刷直流電機的PID控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速變化范圍較大時,轉(zhuǎn)速響應(yīng)有較大超調(diào),性能不盡如人意。所以,本文在PID控制器的基礎(chǔ)上,結(jié)合模糊控制理論,設(shè)計了一種參數(shù)自適應(yīng)的模糊PID控制器結(jié)構(gòu)。經(jīng)過仿真實驗驗證,該結(jié)構(gòu)的模糊PID控制器具有良好的轉(zhuǎn)速響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩響應(yīng),相比PID控制器,明顯增加了轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍,取得了良好的控制效果。本文基于卡爾曼濾波器,設(shè)計了一種永磁無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置識別方法。首先計算得到永磁無刷直流電機的相反電動勢,經(jīng)過卡爾曼濾波器獲得平滑波形,得到線反電動勢,以線反電動勢過零點作為換向信號;然后,采用了一種換向信號的邏輯處理方法,以濾除抖動的位置信號,增強低速階段轉(zhuǎn)子位置檢測的能力。經(jīng)過仿真實驗驗證,這種轉(zhuǎn)子位置識別方法能夠有效的識別轉(zhuǎn)子位置,提供精確的轉(zhuǎn)子位置信號,有效的拓寬了轉(zhuǎn)子位置識別范圍,使其可以與模糊PID控制系統(tǒng)相匹配。最后本文完成了一種永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)的驅(qū)動電路,實現(xiàn)了本文中的模糊PID控制器和轉(zhuǎn)子位置識別方法。其中,驅(qū)動電路由TMS320F2812 DSP芯片作為控制核心,包含了N溝道MOSFET驅(qū)動電路,信號采集電路。然后,根據(jù)本文中的控制方法,進行了控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計,并且對相關(guān)模塊進行了調(diào)試工作。
【關(guān)鍵詞】：永磁無刷直流電機 模糊PID控制 轉(zhuǎn)子位置
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM33;TP273
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 變量注釋表18-19
• 1 緒論19-25
• 1.1 課題的背景及意義19-20
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-24
• 1.3 論文主要內(nèi)容24-25
• 2 無刷直流電機介紹25-31
• 2.1 無刷直流電機結(jié)構(gòu)及工作原理25-27
• 2.2 無刷直流電機數(shù)學(xué)模型27-31
• 3 無刷直流電機的控制策略31-53
• 3.1 常見的無刷直流電機控制方法31-33
• 3.2 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)PID控制33-40
• 3.3 模糊自適應(yīng)PID控制器的設(shè)計40-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 4 無位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測53-69
• 4.1 無位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測方法53-54
• 4.2 線反電動勢法檢測無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置54-58
• 4.3 卡爾曼濾波58-61
• 4.4 基于卡爾曼濾波的轉(zhuǎn)子位置檢測仿真61-67
• 4.5 本章小結(jié)67-69
• 5 硬件設(shè)計69-81
• 5.1 硬件選型及介紹69-71
• 5.2 系統(tǒng)構(gòu)成71-79
• 5.3 本章小結(jié)79-81
• 6 軟件設(shè)計81-87
• 6.1 軟件開發(fā)環(huán)境CCS6簡介81
• 6.2 DSP2812芯片初始化81-83
• 6.3 控制系統(tǒng)軟件實現(xiàn)83-84
• 6.4 本章小結(jié)84-87
• 7 實驗平臺搭建87-91
• 7.1 電機參數(shù)的獲取87-88
• 7.2 實驗平臺與結(jié)果88-91
• 8 總結(jié)91-93
• 參考文獻93-97
• 作者簡歷97-100
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集100

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬春生,李國國;永磁無刷直流電機換相轉(zhuǎn)矩分析[J];荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2005年06期

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本文編號：797298