无刷直流电机控制系统研究

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1、摘要摘要无刷直流电机是新一代机电一体化产品，它既具备异步电机结构简单、运行可靠和维护方便的特点，又具有直流电机调速性能好等优点。因此无刷直流电机在许多领域都得到了广泛的应用。随着微处理器技术的迅猛发展，许多复杂而有效的控制策略和算法在各种电机控制中已得到实现，并且越来越多的用于电动机、车辆和工业控制系统中。因此有必要针对无刷直流电机的控制策略进行研究，以寻找一种行之有效的控制策略，改善无刷直流电机的运行性能。基于此，课题做了以下几个方面的研究工作。1、了解无刷直流电机的结构、运行原理以及控制方法，设计了基于DSP56FS03的硬件系统，包括DSP控制电路、位置检测电路、信号和功率驱动

2、电路、电流检测电路、人机交互模块以及相应的保护电路，用于实现无刷直流电机的调速、斩波等各种控制方式。与传统控制方式相比，基于DSP56F803的电机控制系统具有更快的运算速度易于实现实时控制算法的优点，同时，专用的PWM输出系统更加简单、可靠。2、在此基础上，开发了基于SDK开发包的电机控制应用程序，包括根据无刷直流电机的数学模型而开发的双闭环PID控制程序和模糊控制程序，以及两种控制算法都要用到的换向中断程序、转速检测程序、电流检测程序和人机交互程序。3、采用双闭环PID控制策略，按照工程设计方法，分别设计电流环和转速环。结合PID控制规律，按照工程整定的方法，对PID参数进行整定

3、，使调速系统性能达到设计要求。按照模糊控制理论，设计了模糊控制器，实现了模糊控制算法。通过观察无刷直流电机调速运行曲线，试验结果表明两种控制策略均达到了设计要求，PID控制稳态时无静差，而模糊控制在动态特性和抗干扰性能方面表现要优于PID控制。关键词：无刷直流电机，PID控制，模糊控制ABSTRACTBrushlessDCmotor(BLDCM)isanewgenerationofmechanical-electricalintegrationproduct．ItnotonlyhasthegoodcharacteristicsoftheACmotorbutalsothegoodcha

4、racteristicsoftheDCmotor,such雒itssimplestructure，operationreliability,easy-maintenance，highefficiency,easy-speed—contr01．Therefore，BLDCmotorhasbeenappliedtomanyindustryfieldsandeveryaspectsoflife．Asdevelopmentofmicroprocessor,manycomplexandeffectivecontrolstrategyandarithmetichavebeenusedinmoto

5、rcontrolformotorvehicleandindustrycontr01．Therefore，itisnecessarytostudythecontrolstrategyforBLDCM，andfindaeffectivecontrolstrategytoimprovetheoperationperformanceofBLDCM．TllispaperSo，someresearchaboutsoftcontroloftheBLDCMWaSdoneinthissubject．Firstly,thestructureoftheBLDCM，operationtheoryandcon

6、trolmethodisrealizedandthehardwaresystembasedonDSP56F03isdesignedforallkindsofcontrolmethods，includingtheDSPcontrolcircuit，thepositiondetectingcircuit，thesignalandpowerdrivingcircuit,thecurrentdetectingcircuit,thehuman·computerinteractionmoduleandtheprotectioncircuit．Comparedwithtraditionalcont

7、rolmode，themotorcontrolsystemdesignbasedonDSP56F803hastheadvantageofhigheroperationspeedandeasierimplementofthereal—timecontr01．AndthespecialPWMoutputfunctiononchipmakethecontrolsystemmoresimpleandreliable．Secondly,motorcontrolapp