本文主要的研究為對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電動機控制問題，對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電動機在艦船、水下航行器等對轉(zhuǎn)推進系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。它具有無刷直流電動機的一切優(yōu)點：功率密度大、調(diào)速性能好、運行效率高、結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)的永磁體部分都可以相對于靜止部分旋轉(zhuǎn)，即有兩個轉(zhuǎn)子，根據(jù)作用力與反作用力的原理，兩個轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩在任意時刻都是大小相等、方向相反的。因此兩個轉(zhuǎn)子必將沿著相反的方向旋轉(zhuǎn)。 論文主要工作和創(chuàng)新點如下： 1)介紹了對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機與普通永磁無刷直流電機的區(qū)別、優(yōu)點及應(yīng)用，詳細分析了其工作原理，并建立對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機本體的數(shù)學模型，接著利用MATLAB/Simulink建立對轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子的位置與轉(zhuǎn)速，采用數(shù)字鎖相環(huán)對三次諧波過零點進行90°延遲： 3)控制系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制，即速度環(huán)與電流環(huán)來組成調(diào)速控制系統(tǒng)，其中速度環(huán)采用了基于改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID自適應(yīng)控制，電流環(huán)采用滯環(huán)控制，并對整個系統(tǒng)進行仿真。 4)在仿真研究的基礎(chǔ)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(zhuǎn)永磁無刷直流電機數(shù)字控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)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(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電動機,傳統(tǒng)的理論分析及設(shè)計方法已比較成熟,它的進一步推廣應(yīng)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(shù)字無刷直流電動機模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雙模控制系統(tǒng),將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(shù)變化不敏感,能夠提高系統(tǒng)的快速性的特點,構(gòu)造適用于調(diào)節(jié)較大速度偏差的模糊調(diào)節(jié)器,加快系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度;由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(shù)變化有較強的魯棒性的特點,構(gòu)造三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)器,來實現(xiàn)消除穩(wěn)態(tài)偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據(jù),實現(xiàn)模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種控制模式的切換,使系統(tǒng)在不同速度偏差段快速調(diào)整、平滑運行.此外充分利用系統(tǒng)硬件構(gòu)成的特點,采用適當?shù)腜WM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區(qū);通過換相瞬時轉(zhuǎn)矩公式推導(dǎo)和分析,得出在換相過程中保持導(dǎo)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(qū)和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉(zhuǎn)矩波動,使系統(tǒng)電流保持平滑、轉(zhuǎn)矩脈動大幅度減小、系統(tǒng)響應(yīng)更快、并具有較強的魯棒性和實時性.在這種設(shè)計下,系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)更精確的定位和更準確的速度調(diào)節(jié),而且可以使無刷直流電動機長期工作在低速、大轉(zhuǎn)矩、頻繁起動的狀態(tài)下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統(tǒng)的參數(shù)自調(diào)整模糊控制算法,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法以及PWM輸出,轉(zhuǎn)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(xiàn)了對無刷直流電動機的全數(shù)字實時控制,并得到了良好的實驗結(jié)果的結(jié)果.
標簽： DSP 無刷直流電動機 雙模控制 轉(zhuǎn)矩
上傳時間： 2013-06-01
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本文介紹了ATmega128 單片機的基本功能，設(shè)計了以其為核心的永磁無刷直流電動機控制系統(tǒng)。充分利用它運算速度快、片內(nèi)外設(shè)豐富的特點，采用PWM 方式，實現(xiàn)對無刷直流電動機的位置與速度控制，并給出了總體設(shè)計方案和相應(yīng)的軟件策略。傳統(tǒng)的無刷直流電動機控制系統(tǒng)一般由分立的模擬器件構(gòu)成。模擬控制系統(tǒng)使用方便，價格便宜，應(yīng)用廣泛。但是，模擬器件也有本質(zhì)的缺陷：元器件特征參數(shù)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(shù)字控制系統(tǒng)正逐漸應(yīng)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(tǒng)。ATmega128 單片機是ATMEL 公司研發(fā)出的增強型內(nèi)置Flash 的精簡指令集CPU(RISC)高性能低功耗CMOS 微處理器。它片內(nèi)集成了豐富的外設(shè)，大大簡化了控制系統(tǒng)的硬件電路，提高了系統(tǒng)的性能，能滿足電機控制系統(tǒng)的要求。本文探討了無刷直流電動機的ATmega128單片機控制系統(tǒng)和無刷直流電動機的控制策略。
標簽： 單片機 無刷直流電機 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2014-01-20
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無刷直流電機有傳感器控制，采用電力速度雙閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)速速波形完美，親測可用
上傳時間： 2019-04-20
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無刷直流電動機是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中重要的運動部件，保留了有刷直流電動機寬闊而平滑的優(yōu)良調(diào)速性能，同時又克服了有刷直流電動機機械換向帶來的一系列的缺點，在各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。本論文闡述了無刷直流電動機的系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理，分析了無刷直流電動機的數(shù)學模型、等效電路、傳遞函數(shù)以及調(diào)速原理。采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制與H PWM．L ON的脈寬調(diào)制方法驅(qū)動控制無刷直流電機，并在MATLAB／Simulink平臺上進行了計算機仿真。仿真結(jié)果表明，控制系統(tǒng)有較好的動靜態(tài)特性。論文還分析了經(jīng)典PID控制和模糊控制各自的優(yōu)缺點，并介紹了結(jié)合二者優(yōu)點的模糊自適應(yīng)PID控制的優(yōu)點。在MATLAB／Simulink平臺進行了基于模糊自適應(yīng)PID控制器的無刷直流電機控制系統(tǒng)的計算機建模仿真。與采用經(jīng)典PID控制器的控制系統(tǒng)相比，采用模糊自適應(yīng)PID控制器的控制系統(tǒng)的動靜態(tài)特性都得到改善。本論文設(shè)計了無刷直流電機控制系統(tǒng)的硬件，包括控制單元、功率變換單元，并進行了電磁兼容性設(shè)計。控制單元以TI的TMS320F2812DSP控制器為核心，設(shè)計了位置傳感器接口電路、人機界面電路、電平轉(zhuǎn)換電路、電流采樣電路以及采樣調(diào)理電路等。功率變換單元以三菱的IPM PS21 563．P為核心，設(shè)計了整流電路、逆變電路、能耗制動電路以及多項保護電路。設(shè)計了基于TMS320F281 2 DSP控制器的速度電流雙閉環(huán)電機驅(qū)動控制程序、位置檢測程序、電流采樣程序、人機界面程序以及各項安全保護程序等。在對硬件部分和軟件部分進行調(diào)試后，對控制系統(tǒng)進行了實驗，通過實驗波形，檢驗了控制系統(tǒng)的工作性能。本文最后對整個系統(tǒng)的設(shè)計進行了總結(jié)，并對本系統(tǒng)存在的問題和后續(xù)的研究工作提出了自己的看法看法。
標簽： 無刷直流電機 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2022-06-28
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摘要：針對無刷直流電機的轉(zhuǎn)矩脈動，采用電流滯環(huán)控制來抑制脈動；在Matlab／Simulink環(huán)境下，基于直流無刷電機的數(shù)學模型、轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)控制策略來建立無刷直流電機電流滯環(huán)控制系統(tǒng)的各個獨立模塊如BLDC本體模塊、速度控制模塊、電流滯環(huán)模塊、逆變電路模塊、脈沖信號模塊等，再進行各功能模塊的連接，搭建無刷直流電機的控制系統(tǒng)仿真模型，并在給定參數(shù)下進行仿真分析。
標簽： matlab 無刷直流電機 電流滯環(huán)控制
上傳時間： 2022-07-11
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四旋翼飛行器無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計提出了一種適用于飛行器上的無傳感器型無刷直流電機的控制方案。采用ATmega8作為系統(tǒng)控制器，利用片內(nèi)模擬比較器，通過比較電機非導(dǎo)通繞組的反電動勢與虛擬中點電壓得到過零點時刻，并延遲30。電角度作為電機換相時刻。利用MOS管設(shè)計了三相橋式驅(qū)動電路，采用單邊PWM控制方式實現(xiàn)電機調(diào)速，采用三段式啟動方法實現(xiàn)了電機的軟啟動。軟硬件結(jié)合實現(xiàn)了MOS管自檢、過流保護、欠壓保護的功能，提高了系統(tǒng)的安全性。實驗表明，調(diào)速系統(tǒng)性能良好．能正常驅(qū)動新西達2217外轉(zhuǎn)子式無刷直流電機關(guān)鍵詞：無刷直流電機；無位置傳感器；調(diào)速；四旋翼飛行器；軟啟動
標簽： 四旋翼飛行器 直流電機調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間： 2022-07-23
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在目前全球能源危機和溫室效應(yīng)越來越嚴重的情況下，電動車(Electric Vehicle)以其無污染、低噪聲、效率高，便于操作等優(yōu)點，越來越受到人們的青睞。本課題與華中科技大學辜承林教授聯(lián)合，為蘇州益高電動車輛制造有限公司設(shè)計旅游車無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)。課題結(jié)合現(xiàn)代CPU技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和電力電子技術(shù)，設(shè)計了一款以無位置傳感器無刷直流電機為動力的大功率汽車輪轂驅(qū)動控制器。 本課題采用辜老師設(shè)計的“橫向磁通無刷直流電動機”為控制對象。本文首先分析了無刷直流電機的數(shù)學模型和無位置傳感器的反電勢過零點檢測的基本原理，從整體上對控制系統(tǒng)的各個方面進行了討論并確定了整體設(shè)計方案。在課題中，本人采用DSP 2407A作為控制核心，以功率MOS管為逆變器件，研制出系統(tǒng)硬件，用C語言編制了系統(tǒng)軟件。鑒于該課題在大電流等級的無刷直流電機應(yīng)用中，國內(nèi)外尚無先例，本項目在開發(fā)實驗中，對無位置傳感器無刷電機的起動和反電勢過零檢測作了大量的研究工作，取得許多有益的科研實踐經(jīng)驗。通過對電機的起動過程和位置檢測方法進行的一些有效改進措施，使得電機達到較好的運行性能和操控特性。 實驗結(jié)果表明本項目設(shè)計方案有效可行，研制的無位置傳感器無刷直流電機控制器達到設(shè)計的預(yù)期基本性能指標。
上傳時間： 2013-06-10
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風機的耗電量占全國總發(fā)電量的40﹪左右，是全國耗電最大的工業(yè)裝備，而且運行效率比國外低10﹪～30﹪。因此在風機(及水泵)上實行節(jié)能、節(jié)電、降耗是一個緊迫的任務(wù)，對緩解我國電能的供需矛盾、推進我國現(xiàn)代化建設(shè)、縮小我國和發(fā)達國家的差距具有非常現(xiàn)實和深遠的意義。 小型風機(1～10千瓦)特點是：單臺的耗電量很小，但是數(shù)量巨大，因此降低這些小型風機的耗電量同樣具有十分深遠的經(jīng)濟意義。但在這一領(lǐng)域的節(jié)能研究一直未能得到充分重視。 本論文提出一種用于驅(qū)動小功率風機的永磁無刷直流電機，通過調(diào)速調(diào)節(jié)風量從而達到節(jié)能的目的。永磁無刷直流電機是近年隨著電力電子技術(shù)和永磁材料的進步而迅速發(fā)展起來的一種新型電機。它用一套電子換向裝置代替了有刷直流電動機的機械換向裝置，即克服了有刷直流電動機機械換向帶來的一系列缺點，又具備直流電動機運行效率高、無勵磁損耗以及調(diào)速性能好等諸多特點，因此在各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。 本論文從永磁材料、磁體結(jié)構(gòu)、充磁方式、繞組分布、極弧系數(shù)等方面分析了風機外轉(zhuǎn)子永磁無刷直流電機的設(shè)計要求，給出永磁無刷直流電機結(jié)構(gòu)、原理及一般設(shè)計要求；根據(jù)風機電機的驅(qū)動要求，設(shè)計制造外轉(zhuǎn)子風機用鐵氧體永磁無刷直流電機樣機；針對風機用電機驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)速及各種保護要求，基于降低成本的原則，設(shè)計制造永磁無刷直流電機的驅(qū)動系統(tǒng)。這一設(shè)計為基于專用集成芯片的小功率無刷直流電機的調(diào)速控制系統(tǒng)，并進行了試制、調(diào)試及試驗。實驗表明了系統(tǒng)具有簡單和優(yōu)越的控制性能，適于小功率無刷直流電機的控制。 樣機實測數(shù)據(jù)表明外轉(zhuǎn)子永磁無刷直流電機用于驅(qū)動小功率風機具有良好的性能、較低的成本，具有進行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢。
標簽： 無刷直流電機 驅(qū)動系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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在目前全球能源危機和溫室效應(yīng)越來越嚴重的情況下，電動車(Electric Vehicle)以其無污染、低噪聲、效率高，便于操作等優(yōu)點，越來越受到人們的青睞。本課題與華中科技大學辜承林教授聯(lián)合，為蘇州益高電動車輛制造有限公司設(shè)計旅游車無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)。課題結(jié)合現(xiàn)代CPU技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和電力電子技術(shù)，設(shè)計了一款以無位置傳感器無刷直流電機為動力的大功率汽車輪轂驅(qū)動控制器。 本課題采用辜老師設(shè)計的“橫向磁通無刷直流電動機”為控制對象。本文首先分析了無刷直流電機的數(shù)學模型和無位置傳感器的反電勢過零點檢測的基本原理，從整體上對控制系統(tǒng)的各個方面進行了討論并確定了整體設(shè)計方案。在課題中，本人采用DSP 2407A作為控制核心，以功率MOS管為逆變器件，研制出系統(tǒng)硬件，用C語言編制了系統(tǒng)軟件。鑒于該課題在大電流等級的無刷直流電機應(yīng)用中，國內(nèi)外尚無先例，本項目在開發(fā)實驗中，對無位置傳感器無刷電機的起動和反電勢過零檢測作了大量的研究工作，取得許多有益的科研實踐經(jīng)驗。通過對電機的起動過程和位置檢測方法進行的一些有效改進措施，使得電機達到較好的運行性能和操控特性。 實驗結(jié)果表明本項目設(shè)計方案有效可行，研制的無位置傳感器無刷直流電機控制器達到設(shè)計的預(yù)期基本性能指標。
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