永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)具有慣量小、控制簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)良特性,因此在航天、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。無刷直流電機(jī)在國(guó)外已經(jīng)成功應(yīng)用于對(duì)系統(tǒng)要求較高的場(chǎng)合,近年來在國(guó)內(nèi)也引起了廣泛的興趣。本課題針對(duì)輪式機(jī)器人,設(shè)計(jì)了無刷直流電動(dòng)機(jī)并設(shè)計(jì)相應(yīng)控制系統(tǒng)。 首先,本課題分析了機(jī)器人用無刷直流電動(dòng)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、繞組連接,并對(duì)三相無刷直流電動(dòng)機(jī)星角接工作方式進(jìn)行比較,按照無刷直流電動(dòng)機(jī)兩種模式運(yùn)行、多極分?jǐn)?shù)槽等特點(diǎn)進(jìn)行局部設(shè)計(jì)。最終以爬坡時(shí)狀態(tài)為參考,經(jīng)過多次計(jì)算得到無刷直流電動(dòng)機(jī)的初始設(shè)計(jì)方案。 其次,為了提高設(shè)計(jì)的可靠性及設(shè)計(jì)成本,本課題用MaxwellRMxprt和Maxwell 2D有限元分析軟件來對(duì)所設(shè)計(jì)的電磁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證。應(yīng)用Maxwell 2D軟件進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和校驗(yàn),以校核仿真結(jié)果參數(shù)能否與設(shè)計(jì)方案相吻合。 最后設(shè)計(jì)了無刷直流電動(dòng)機(jī)的PIC單片機(jī)控制系統(tǒng)并對(duì)無刷直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)仿真。控制系統(tǒng)CPU采用PIC16F877單片機(jī),它能夠提供最佳的性能價(jià)格比。系統(tǒng)采用IGBT 專用柵極驅(qū)動(dòng)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(yàn)所設(shè)計(jì)電機(jī)在系統(tǒng)中的性能。 結(jié)論,本課題主要包括五部分:無刷直流電動(dòng)機(jī)繞組連接分析,初始數(shù)據(jù)方案設(shè)計(jì),Maxwell對(duì)電磁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證,設(shè)計(jì)PIC單片機(jī)控制系統(tǒng),應(yīng)用MATLAB對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。通過這五部,本文完成了輪式機(jī)器人用無刷直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)及相應(yīng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽:
輪式機(jī)器人
無刷直流電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間:
2013-07-28
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