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輪式機器人用無刷直流電動機的設計.rar

資 源 簡 介

永磁無刷直流電動機具有慣量小、控制簡單、動態(tài)性能好等優(yōu)良特性,因此在航天、機器人、數控機床等許多領域得到了廣泛應用。無刷直流電機在國外已經成功應用于對系統(tǒng)要求較高的場合,近年來在國內也引起了廣泛的興趣。本課題針對輪式機器人,設計了無刷直流電動機并設計相應控制系統(tǒng)。 首先,本課題分析了機器人用無刷直流電動機的組成結構、繞組連接,并對三相無刷直流電動機星角接工作方式進行比較,按照無刷直流電動機兩種模式運行、多極分數槽等特點進行局部設計。最終以爬坡時狀態(tài)為參考,經過多次計算得到無刷直流電動機的初始設計方案。 其次,為了提高設計的可靠性及設計成本,本課題用MaxwellRMxprt和Maxwell 2D有限元分析軟件來對所設計的電磁設計方案進行驗證。應用Maxwell 2D軟件進一步對設計方案進行分析和校驗,以校核仿真結果參數能否與設計方案相吻合。 最后設計了無刷直流電動機的PIC單片機控制系統(tǒng)并對無刷直流電動機進行系統(tǒng)仿真。控制系統(tǒng)CPU采用PIC16F877單片機,它能夠提供最佳的性能價格比。系統(tǒng)采用IGBT 專用柵極驅動集成電路IR2130,來控制系統(tǒng)主電路。系統(tǒng)仿真采用MATLAB/SIMULINK軟件,檢驗所設計電機在系統(tǒng)中的性能。 結論,本課題主要包括五部分:無刷直流電動機繞組連接分析,初始數據方案設計,Maxwell對電磁設計方案進行驗證,設計PIC單片機控制系統(tǒng),應用MATLAB對電機控制系統(tǒng)進行仿真。通過這五部,本文完成了輪式機器人用無刷直流電動機進行設計及相應控制系統(tǒng)的設計。

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