永磁無刷直流電動機體積小,功率密度高,控制性能好,效率很高,在工業、車輛、家電、計算機及軍事等諸多領域得到廣泛應用,尤其在電動車應用領域倍受青睞,是當前電動車電動機研發的熱點.可以預見,隨著永磁材料和電力電子器件的價格的進一步降低,以及無刷直流電機驅動的理論研究和實踐應用的不斷完善和提高,永磁無刷直流電機及其控制系統將在很多場合有廣泛的應用前景.該文通過大量的文獻資料閱讀,在對永磁無刷直流電機的發展和現狀有了一個整體了解的基礎上,針對復合式轉子結構永磁無刷直流電機研制了一套弱磁恒功率控制系統,提出一種"雙模控制"的控制策略,成功的實現了基速以下恒轉矩控制,基速以上弱磁恒功率控制.該文的主要內容包括:首先介紹了永磁無刷直流電機的應用現狀和基本原理,以及永磁無刷直流電機弱磁恒功率控制運行機理和難點;其次,對采用復合式永磁無刷直流電機本體的弱磁控制,詳述了其本體結構和整套控制系統,給出了硬件電路和軟件編程,提出了相關控制策略;最后,系統成功運行,獲得了相關實驗數據和波形,驗證了控制策略和系統設計的正確性.
上傳時間: 2013-04-24
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傳統的直流電機一直在電機驅動系統中占據主導地位,但由于其本身固有的機械換向器和電刷導致電機容量有限、噪音大和可靠性不高,因而迫使人們探索低噪音、高效率并且大容量的驅動電機。隨著電力電子技術和微控制技術的迅猛發展而成熟起來的直流無刷電機具有體積小、重量輕、效率高、噪音低、容量大且可靠性高的特點,從而使其極有希望代替傳統的直流電機成為電機驅動系統的主流。 模糊控制器具有魯棒性好、抗干擾能力強的優點。論文提出了基于轉速環模糊邏輯控制理論的直流無刷電機的控制系統設計方案,保證了伺服控制系統具有優良的靜動態特性,因而滿足更多應用場合的需要。 論文具體包括以下幾個部分工作: 首先,從電機本體和控制角度出發,闡述了直流無刷電機在實際應用中需要解決的關鍵性問題:電磁轉矩脈動。詳細分析了電磁轉矩脈動產生的各種原因,特別是分析了相電流換向所產生的紋波轉矩脈動。 其次,本文對無刷直流電動機的工作原理進行了詳盡的分析,建立了三相無刷直流電動機的數學模型。并利用MATLAB/SIMULINK軟件建立了三相無刷直流電動機的控制系統仿真模型。仿真模型采樣的是電機控制系統中常用的雙環系統(轉速—電流雙閉環控制)。為了提高系統的靜動態特性,轉速外環采用模糊PI調節器,電流內環采用PI調節器。轉子位置通過直流無刷電機感應電勢檢測,仿真結果表明了該仿真模型控制系統與理論分析完全吻合,從而證明了模型的有效性。 然后,初步設計了伺服系統的實驗圖。以TI公司生產的TMS320LF2407數字信號處理器(DSP)作為整個控制電路的核心芯片,一臺40w的直流無刷電機作為被控對象,完成了伺服系統的轉速控制。 最后,對未來的工作給予了展望,并對全文的內容進行了總結。
上傳時間: 2013-04-24
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本課題來源于重點航空研究項目——某型飛機電動舵機用雙余度隔槽嵌放式稀土永磁直流無刷電機的研制,進行雙余度無刷直流電機的控制技術及性能研究具有理論意義、工程意義和顯著的社會效益和經濟效益.論文介紹以AT89C51單片機與SG3525脈寬調制控制器為核心的雙余度稀土永磁無刷直流電機試驗器的系統硬件結構,并對PWM調速控制、功率驅動輸出及GAL邏輯綜合等電路進行分析,提出并設計了電流截止負反饋電路實現電機堵轉和起動時的電流限制功能.在控制器軟件需求分析的基礎上,介紹了基于KeilC51的RTXTiny實時多任務操作系統的軟件工程化技術.按照控制設計、編程、測試、試驗等規范,建立了完整的文檔,提高軟件的易讀性、易理解性,以達到軟件的高可靠性和強壯性.無刷直流電機是典型的強電與弱電相結合的系統,并且飛機系統的電磁環境復雜,本文對系統的干擾源、傳播途徑等問題進行了研究,并提出相應的軟、硬抗干擾措施使系統性能達到總體設計要求.
上傳時間: 2013-07-21
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無刷直流電動機利用電子換相器代替了直流電動機的機械電刷和換向器,不但具有直流電機的調速性能,而且體積小、效率高,在許多領域已得到了廣泛應用。采用無位置傳感器控制技術,不但可以克服有位置傳感器的諸多弊端,而且還進一步拓展了無刷直流電動機的應用領域。近些年來,無位置傳感器無刷直流電動機控制技術成為大家研究的熱點之一。 本課題緊扣研究熱點,以方波無刷直流電動機為控制對象,設計了一套無位置傳感器無刷直流電動機控制系統。該系統采用TMS320LF2407ADSP芯片作為控制核心,運用反電動勢過零點檢測原理和預定位與升頻升壓相結合的啟動方法,實現無位置傳感器無刷直流電動機的控制。為了提高系統的調速性能,控制方法采用了轉速、電流雙閉環控制。 首先,本文研究了無刷直流電動機的基本結構、性能、工作原理及數學模型,利用數學模型在Matlab/Simulink環境中建立無刷直流電動機的仿真模型。接著,給出了系統總體的設計方案,對控制系統設計中的幾個關鍵技術--反電動勢過零點及其相位補償原理、啟動、單神經元PID轉速控制器以及PWM產生電路進行了深入的研究。 然后,根據控制系統總體方案和系統功能要求,進行軟硬件設計。在硬件設計中,主要進行了DSP最小系統、電流和轉子位置檢測電路、IR2130驅動電路等方面電路的設計。在軟件設計中,主要設計出了主程序和A/D中斷程序。其中,主程序包括DSP系統設置、變量初始化、電機正反轉選擇、電機啟動、速度計算及顯示等方面程序;A/D中斷程序包括反電動勢計算、換相時刻計算、電流轉速調節子程序等方面程序。 最后,經實驗結果表明,電機啟動快速、穩定,具有較寬的調速范圍。同時,該系統還具有結構簡單、可靠性高等特點,具有廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-07-08
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跑步運動是人們喜愛的運動方式之一,借助電動跑步機進行跑步運動簡單方便,已成為新的運動時尚。電動跑步機已經成為一種大眾健身器材,市場前景極為廣闊。 目前電動跑步機大多采用有刷直流電動機或交流變頻電機作為驅動電機,本文研究采用外轉子直接驅動無刷直流電動機的電動跑步機。其主要優點在于:一是省去了傳統電動跑步機的減速機構,系統結構簡單,運行可靠,效率高;二是無刷電機驅動具有優良的調速和控制性能,可以提升電動跑步機品質,實現智能化;三是無刷電機驅動性價比高,更具市場競爭力。因此,進行電動跑步機外轉子無刷直流電動機驅動及控制系統的研究具有較高的理論意義和工程實用價值。 本文首先綜述了電動跑步機及其電機驅動的現狀、發展趨勢以及外轉子無刷計特點、分數槽繞組及其控制器;應用電機磁場有限元軟件MAGNEFORCE研究了不同極/槽配合無刷電機的磁場分布和不同極弧系數對電機性能的影響;在此基礎上試制了電動跑步機外轉子無刷直流電動機樣機并進行初步性能試驗;運用MATLAB對外轉子無刷直流電動機進行系統仿真分析。
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要的研究為對轉永磁無刷直流電動機控制問題,對轉永磁無刷直流電動機在艦船、水下航行器等對轉推進系統中有著廣泛的應用前景。它具有無刷直流電動機的一切優點:功率密度大、調速性能好、運行效率高、結構簡單、運行可靠、維護方便等等。其與普通的永磁無刷直流電動機的差別僅僅在于原來靜止的電樞部分和旋轉的永磁體部分都可以相對于靜止部分旋轉,即有兩個轉子,根據作用力與反作用力的原理,兩個轉子受到的電磁轉矩在任意時刻都是大小相等、方向相反的。因此兩個轉子必將沿著相反的方向旋轉。 論文主要工作和創新點如下: 1)介紹了對轉永磁無刷直流電機與普通永磁無刷直流電機的區別、優點及應用,詳細分析了其工作原理,并建立對轉永磁無刷直流電機本體的數學模型,接著利用MATLAB/Simulink建立對轉永磁無刷直流電機的仿真模型。 2)研究了無位置傳感器對轉永磁無刷直流電機的控制方法。采用基于DSP的三次諧波過零點檢測方法來檢測電機轉子的位置與轉速,采用數字鎖相環對三次諧波過零點進行90°延遲: 3)控制系統采用雙閉環控制,即速度環與電流環來組成調速控制系統,其中速度環采用了基于改進的BP神經網絡PID自適應控制,電流環采用滯環控制,并對整個系統進行仿真。 4)在仿真研究的基礎上,本文進行了以TMS320I~F2407A的DSP芯片為控制核心的無位置傳感器對轉永磁無刷直流電機數字控制系統的軟硬件設計。
上傳時間: 2013-04-24
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永磁無刷直流電動機是一種性能優越、應用前景廣闊的電動機,傳統的理論分析及設計方法已比較成熟,它的進一步推廣應用,在很大程度上有賴于對控制策略的研究.該文提出了一套基于DSP的全數字無刷直流電動機模糊神經網絡雙模控制系統,將模糊控制和神經網絡分別引入到無刷直流電動機的控制中來.充分利用模糊控制對參數變化不敏感,能夠提高系統的快速性的特點,構造適用于調節較大速度偏差的模糊調節器,加快系統的調節速度;由于神經網絡既具有非線性映射的能力,可逼近任何線性和非線性模型,又具有自學習、自收斂性,對被控對象無須精確建模,對參數變化有較強的魯棒性的特點,構造三層BP神經網絡調節器,來實現消除穩態偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據,實現模糊和神經網絡兩種控制模式的切換,使系統在不同速度偏差段快速調整、平滑運行.此外充分利用系統硬件構成的特點,采用適當的PWM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區;通過換相瞬時轉矩公式推導和分析,得出在換相過程中保持導通相功率器件為恒通,即令PWM輸出占空比D=1,來抑制定子電感對換相電流影響的控制策略.上述抑制換相死區和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉矩波動,使系統電流保持平滑、轉矩脈動大幅度減小、系統響應更快、并具有較強的魯棒性和實時性.在這種設計下,系統不僅能實現更精確的定位和更準確的速度調節,而且可以使無刷直流電動機長期工作在低速、大轉矩、頻繁起動的狀態下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統的參數自調整模糊控制算法,BP神經網絡控制算法以及PWM輸出,轉子位置、速度、相電流檢測計算等功能模塊編程存儲于DSP的E2PROM,實現了對無刷直流電動機的全數字實時控制,并得到了良好的實驗結果的結果.
上傳時間: 2013-06-01
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以三相直流無刷永磁電機為對象,敘述利直流無刷永磁電機的控制
上傳時間: 2013-05-31
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本文介紹了ATmega128 單片機的基本功能,設計了以其為核心的永磁無刷直流電動機控制系統。充分利用它運算速度快、片內外設豐富的特點,采用PWM 方式,實現對無刷直流電動機的位置與速度控制,并給出了總體設計方案和相應的軟件策略。傳統的無刷直流電動機控制系統一般由分立的模擬器件構成。模擬控制系統使用方便,價格便宜,應用廣泛。但是,模擬器件也有本質的缺陷:元器件特征參數受溫度影響;器件的老化;不便于維護、無法升級。隨著微處理器性能的不斷提高,以其為核心的數字控制系統正逐漸應用于無刷直流電動機的控制,并取得了非常好的效果。它終將取代模擬控制系統。ATmega128 單片機是ATMEL 公司研發出的增強型內置Flash 的精簡指令集CPU(RISC)高性能低功耗CMOS 微處理器。它片內集成了豐富的外設,大大簡化了控制系統的硬件電路,提高了系統的性能,能滿足電機控制系統的要求。本文探討了無刷直流電動機的ATmega128單片機控制系統和無刷直流電動機的控制策略。
上傳時間: 2014-01-20
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STM32控制有感無刷電機的PID控制算法
上傳時間: 2016-09-21
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