基于adsp-bf548无位置传感器无刷直流电机控制系统的研究

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1、基于ADSP-BF548的无位置传感器无刷直流电机控制系统研究摘要无刷直流电动机结构简单、易于控制，而且有良好的调速性能，在航空航天、家用电器、电力传动等工业控制领域的应用日益普及。无刷直流电机的控制方式分为有位置传感器控制和无位置传感器控制两种。前者控制方式简单，后者需要利用转子位置检测电路替代常规的霍尔位置传感器来获得转子位置，从而节约了系统成本。目前，无刷直流电机无位置传感器控制已成为无刷直流电机控制技术的发展趋势。本文首先阐述了无刷直流电机的结构和工作原理，建立了其数学模型，并分析了其运行特性。在分析和比较多种无位置传

2、感器无刷直流电机的转子位置检测方法的基础上，本文选定技术成熟的反电动势过零检测法用于转子位置检测，并研究了无刷直流电机的换向策略及速度环、电流环双闭环控制策略。在常规的反电动势检测法（端电压法和相电压法）的基础上，本文通过进一步的数学推导提出一种利用定子绕组的线电压得出反电动势过零信号的位置检测方法。本文针对基于反电动势过零检测法获取转子位置的无位置传感器无刷直流电机的控制策略进行了研究，设计出一个基于ADI公司的ADSP-BF548芯片的无位置传感器无刷直流电机控制的试验平台。硬件系统主要包括电源转换电路、模拟PWM电路、逆

3、变桥驱动电路、PWM信号隔离电路、转子位置检测电路、A/D采样电路和电流检测电路等电路。软件系统分为主程序和中断程序，其结构采用模块化结构，主要包括基于反电动势检测的“三段式”启动程序、补偿延迟换相程序、软件滤波程序、转速计算程序和PWM控制程序等程序。电机启动后，通过对AD采样得到的线电压信号进行数学运算，得到反电动势过零信号并对其进行软件滤波得到反电动势最佳过零点。在此基础上通过计算得到电机的转速，并计算在该转速下硬件滤波造成的反电动势过零信号的相位延迟角度，从而使无刷直流电机在最佳换相逻辑换相，并利用转速环、电流环双闭环

4、控制策略实现电机控制。实验证明，该实验平台可以实现无刷直流电机的顺利启动，并且切换至自同步运行状态后电机运行平稳。关键词:ADSP-BF548，无刷直流电机，反电动势，线电压ResearchonSensorlessBrushlessDCMotorControlSystemBasedonADSP-BF548ABSTRACTThestructureofBrushlessDCmotor(BLDCM)issimple,easycontrolandhasaexcellentperformanceofspeedcontrol.Theapp

5、licationsofBLDCmotorgrowpopularizedinthefieldofaeronauticsandastronautics,householdappliancesandelectronicdrive.BLDCmotorhastwocontrolmodes:withpositionsensorandwithoutpositionsensor.Theformerhasthefeatureofsimplecontrol,thelaterreplacetheconventionalhallpositionsen

6、sorwiththecircuitofrotorpositiondetect,andsavethesystemcost.Atpresent,BLDCmotorcontrolwithoutrotorpositionsensorhasbecamethetendencyofBLDCmotorcontroltechnology.Firstofall,thestructureandtheworkingprincipleofBLDCmotorisdescribed,themathematicalmodelisestablishedandt

7、heoperationcharacteristicisresearched.OnthebaseofanalysisandcomparisonofvariousmethodsofrotorpositiondetectwithoutpositionsensorforBLDCmotorare,theback-EMFzero-detectischosen.Thecommutationtacticsandcontroltacticsofthedoubleclosed-loop—currentloopandvelocitylooparer

8、esearched.Onthebaseofordinarymethods（terminalvoltagemethodandphasevoltagemethod）,anewback-EMFzero-detectmethodwithlinevoltagewithfurtherma