直流无刷电机自适应模糊控制系统设计

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1、，毛击种成Ａ著ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ严呵＼＾／ｙ＞ＶＩＩ＼．Ｈ卽＊？＇．．－－ｎ＾－＾＜＝－＾Ｏｅ＊－＿＾ＢａｔＢＫＰｉｆｆｉ￣．—．．．＜Ｗｋ＾８ＫＬ？ｒｍｍＨｒ齡‘．＾＾＾：誦腎．■．－？＼／■＇＊＝；：：７：＼／次庆魚

2、．＊二．．二．＾：１论文题目直流无刷电机自适应模糊控制系统设计专业学位类别工程硕壬学号２０１３２２１９０３３７作者姓名蔡宝京指导教师李辉教授？＇：？＜分类号密级注1UDC学位论文直流无刷电机自适应模糊控制系统设计蔡宝京指导教师李辉教授电子科技大学成都申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.3.01论文答辩日期2016.05.23学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的

3、类号。DESIGNOFADAPTIVEFUZZYBRUSHLESSDCMOTORCONTROLSYSTEMAMaster’sThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicsandCommunicationsEngineeringAuthor:CaiBaoJingAdvisor:Professor.LiHuiSchool:SchoolofAstronautic&Aeronautic独剑性声明本人声明所呈交的学

4、位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。／作者签名：日期；八件＾月３日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技

5、大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）ｋ作者签名：橋导师签名：曰期：２．０／批曰摘要摘要随着电力电子与控制技术的飞速发展，直流无刷电机在家用电器、工业自动化、智能机器人等领域应用越来越多，而且对直流无刷电机的控制精度和控制性能要求也越来越高。因此设计高性能直流无刷电机控制系统成为成为愈发紧迫的需求。本文从直流无刷电机基本机械结构出发，分析了电机的基本工作原理，建立了直流无刷电机的数学模型，

6、给出电机的电压方程、电磁转矩表达式及电机运动方程。并针对直流无刷电机具有多变量、非线性和时变性的特点，构建了模糊PID的自适应控制算法。并且利用MATLAB/SIMULINK对模糊PID控制与经典PID控制进行仿真，仿真结果表明模糊PID控制算法明显提升了系统的控制精度和性能。在仿真计算验证模糊PID控制算法的可行性和优越性的基础上，设计了以TI公司的TMS320F28335为核心处理器的直流无刷电机控制器的硬件系统，主要包括DSP核心系统、电源模块、功率模块和反馈及接口电路。并且在硬件系统上面实现了模糊PID自适应控制的算法

7、程序，主要包括A/D采样程序、定时器中断程序、转速调节程序、电流调节程序等。在电流采样数据处理中，还构建了二阶卡尔曼滤波器，滤除电流采样的噪声。为了方便系统调试，还开发了基于QT的上位机软件MotorWingman。最后，搭建实验平台对控制系统的硬件及控制性能进行了测试，验证了本文提出的直流无刷电机控制策略的可行性和优越性。完成本直流无刷电机自适应模糊控制系统的研究工作。关键词：直流无刷电机，自适应，模糊控制，PID算法，卡尔曼滤波IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofpowere

8、lectronicsandcontroltechnology,brushlessDCmotorsareusedmoreoftenthanbeforeinhouseholdappliances,industrialautomation,intelligentrobotsando