無刷直流電動機是現代工業設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良調速性能,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,在各個領域中得到廣泛應用。本論文闡述了無刷直流電動機的系統構成和工作原理,分析了無刷直流電動機的數學模型、等效電路、傳遞函數以及調速原理。采用轉速電流雙閉環控制與H PWM.L ON的脈寬調制方法驅動控制無刷直流電機,并在MATLAB/Simulink平臺上進行了計算機仿真。仿真結果表明,控制系統有較好的動靜態特性。論文還分析了經典PID控制和模糊控制各自的優缺點,并介紹了結合二者優點的模糊自適應PID控制的優點。在MATLAB/Simulink平臺進行了基于模糊自適應PID控制器的無刷直流電機控制系統的計算機建模仿真。與采用經典PID控制器的控制系統相比,采用模糊自適應PID控制器的控制系統的動靜態特性都得到改善。本論文設計了無刷直流電機控制系統的硬件,包括控制單元、功率變換單元,并進行了電磁兼容性設計。控制單元以TI的TMS320F2812DSP控制器為核心,設計了位置傳感器接口電路、人機界面電路、電平轉換電路、電流采樣電路以及采樣調理電路等。功率變換單元以三菱的IPM PS21 563.P為核心,設計了整流電路、逆變電路、能耗制動電路以及多項保護電路。設計了基于TMS320F281 2 DSP控制器的速度電流雙閉環電機驅動控制程序、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試后,對控制系統進行了實驗,通過實驗波形,檢驗了控制系統的工作性能。本文最后對整個系統的設計進行了總結,并對本系統存在的問題和后續的研究工作提出了自己的看法看法。
上傳時間: 2022-06-28
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設計者根據對環境的需求,希望能不斷開拓高級電機控制技術,用以制造節能空調、洗衣機和其他家用電器產品。到目前為止,較為完善的電機控制解決方案通常僅用作專門用途。然而,新一代數字信號控制器(Digital Signal Controller,DSC)的出現使得性價比高的高級電機控制算法最終成為現實。例如,空調需要能夠對溫度作出快速響應以迅速改變電機的轉速。因此,我們需要高級電機控制算法,以制造出更加節能的靜音設備。在這種情況下,磁場定向控制(Field Oriented Control,FOC)脫顧而出,成為滿足這些環境需求的主要方法。本應用筆記討論了使用Microchip dsPIC0DSC系列對永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motors,PMSM)進行無傳感器FOC的算法。為什么使用FOC算法?BLDC電機的傳統控制方法是以一個六步的控制過程來驅動定子,而這種控制過程會使生成的轉矩產生振蕩。在六步控制過程中,給一對繞組通電直到轉子達到下一位置,然后電機換相到下一步。霍爾傳感器用于確定轉子的位置,以采用電子方式給電機換相。高級的無傳感器算法使用在定子繞組中產生的反電動勢來確定轉子位置。六步控制(也稱為梯形控制)的動態響應并不適用于洗衣機,這是因為在洗滌過程中負載始終處于動態變化中,并隨實際洗滌量和選定的洗滌模式不同而變化。而且,對于前開式洗衣機,當負載位于滾筒的頂部時,必須克服重力對電機負載作功。只有使用高級的算法如FOC才可處理這些動態負載變化。
上傳時間: 2022-06-29
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本課題采用了基于高頻電壓信號注入法的永磁同步電動機的無傳感器矢量控制方法,此種方法利用內置式電機的凸極性的特性,適合于電機在低速運行狀態下對轉子位置和轉速進行估算,對運行中的電機參數變化不敏感,系統具有較強的魯棒性。本文采用了以內置式電動機為研究對象,首先分析了永磁同步電動機的結構和數學模型,并介紹了矢量控制坐標變換方法、空間矢量脈寬調制技術(SVPWM)。進而闡述高頻電壓信號注入法的原理,建立數學模型。然后提出高頻電壓信號注入的方式,通過對載有轉子位置信息的高頻信號進行處理,對轉子的磁極位置和轉速等信息進行估計計算。本文還通過使用Matlab/Simulink仿真平臺,建立了基于高頻信號注入法原理的永磁同步電動機的無傳感器控制仿真模型,實驗結果驗證了此種算法的可行性。最后通過使用德州儀器公司生產的TMS320F28335為核心芯片,搭建了控制系統電路,并同時介紹了系統的電源電路、控制電路、電流檢測電路、電流保護電路等硬件電路。另外對控制算法中的主要部分,包括PWM中斷程序、矢量控制程序、數字濾波器的算法都進行了介紹。最后的實驗結果表明,這種無傳感器的矢量控制方法適用于電機在低速時的控制要求,動態性能較好,能夠準確跟蹤轉子的實際位置,估算轉子轉速,控制系統的魯棒性較好,實現了無傳感器控制的實驗目的。
上傳時間: 2022-06-30
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隨著電力電子技術、微處理器技術以及新的電機控制技術的發展,交流調速性能日益提高,變頻調速技術的出現使交流調速系統有取代直流調速系統的趨勢。但是國民經濟的快速發展要求交流變頻調速系統具有更高的調速精度、更大的調速范圍和更快的響應速度,一般的通用變頻器已經不能滿足工業應用的需求,而交流電機矢量控制調速系統能夠很好的滿足這個要求。矢量控制(Ficld Oricnted Control),能夠實現交流電機電磁轉矩的快速控制,本文對三相交流異步電機的矢量控制系統進行了研究和分析,以高性能數字信號處理器為硬件平臺設計了基于DSP的三相交流異步電機的矢量控制系統。并分析了逆變器死區效應的產生,實現了逆變器死區的補償。本文介紹了交流調速及其相關技術的發展,變頻調速的方案以及國內外對矢量控制的研究狀況。以三相交流異步電機在三相靜止坐標系下的數學模型為基礎,通過Clarke變換和Parke變換得到三相交流異步電機在兩相旋轉坐標系下的數學模型,并利用轉子磁場定向的方法,對該模型進行分析,設計了轉子磁鏈觀測器,以實現交流電機電流量的有效解耦,得到定子電流的轉矩分量和勵磁分量。仿據直流電機的控制方法,設計了矢量控制算法的電流與速度雙閉環控制系統。設計了以TMS320LF2407A為主控制器的硬件平臺,在此基礎上實現了矢量控制算法,論述了電壓空間矢量調制(SVPWM)的原理和方法,并對其進行了改進。最后對逆變器的死區進行了補償。實驗表明基于轉子磁場定向的矢量控制(FOC)系統,結構簡單,電流解赫方便,動態性能好,精度較高,能夠基本滿足現代交流電機控制系統的轉矩和速度要求。
上傳時間: 2022-06-30
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簡介設計者根據對環境的需求,希望能不斷開拓高級電機控制技術,用以制造節能空調、洗衣機和其他家用電器產品。到目前為止,較為完善的電機控制解決方案通常僅用作專門用途。然而,新一代數字信號控制器(Digital Signal Controller,DSC)的出現使得性價比高的高級電機控制算法最終成為現實。例如,空調需要能夠對溫度作出快速響應以迅速改變電機的轉速。因此,我們需要高級電機控制算法,以制造出更加節能的靜音設備。在這種情況下,磁場定向控制(Field Oriented Control,FOC)脫穎而出,成為滿足這些環境需求的主要方法。本應用筆記討論了使用Microchip dsPIC2 DSC系列對永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)進行無傳感器FOC的算法。
上傳時間: 2022-06-30
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《現代永磁同步電機控制原理及MATLAB仿真》的隨書matlab仿真文件,囊括了各種電機的不同控制算法的仿真模型,對于電機控制的算法理解十分有用。主要內容包括三相永磁同步電機的數學建模及矢量控制技術、三相電壓源逆變器PWM 技術、三相永磁同步電機的直接轉矩控制、三相永磁同步電機的無傳感器控制技術、六相永磁同步電機的數學建模及矢量控制技術、六相電壓源逆變器WM 技術和五相永磁同步電機的數學建模及矢量控制技術等。每種控制技術都通過了MATLAB 仿真建模并進行了仿真分析。
上傳時間: 2022-06-30
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簡介本應用筆記說明了無傳感器無刷直流(Brushless DC,BLDC)電機控制算法,該算法采用dsPIC數字信號控制器(digital signal controller,DSC)實現。該算法對電機每相的反電動勢(back-Electromotive Force,back-EMF)進行數字濾波,并基于濾得的反電動勢信號來決定何時對電機繞組換相。這種控制技術不需要使用離散式低通濾波硬件和片外比較器。BLDC電機的應用非常廣泛。本應用筆記中描述的算法適合于電氣RPM范圍在40k到100k的BLDC電機。運行于此RPM范圍內的一些BLDC電機應用可以是模式化RC電機、風扇、硬盤驅動、氣泵以及牙鉆等。本應用筆記中描述的算法可在以下兩個Microchip開發板平臺上實現:·PICDEMTA MCLV開發板·dsPICDEMTM MC1開發板PICDEMTM MC LV 開發板包括一片dsPIC30F3010DSC。上述算法在該器件上得以實現,因為該器件包含在PICDEMTM MCLV開發板中。然而,您也可使用dsPIC30F2010作為替代處理器以節約成本。該板的默認配置包含一個5MHz的晶振。在測試該算法時使用7.37MHz的晶振。PICDEM MCLV開發板上所使用的資源如下:
上傳時間: 2022-06-30
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本應用筆記介紹一種采用dsPIC數字信號控制器(Digital Signal Controller,DSC)或PIC24單片機來實現無刷直流(Brushless Direct Current,BLDC)電機無傳感器控制的算法。該算法利用對反電動勢(Back-Electromotive Force,BEMF)進行數字濾波的擇多函數來實現。通過對電機的每一相進行濾波來確定電機驅動電壓換相的時刻。這一控制技術省卻了分立的低通濾波硬件和片外比較器。需指出,這里論述的所有內容及應用軟件,都是假定使用三相電機。該電機控制算法包括四個主要部分:·利用DSC或單片機的模數轉換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)來采樣梯形波BEMF信號·PWM導通側ADC采樣,以降低噪聲并解決低電感問題·將梯形波BEMF信號與VBUS/2進行比較,以檢測過零點·用擇多函數濾波器對比較結果信號進行濾波·以三種不同模式對電機驅動電壓進行換相:-傳統開環控制器·傳統閉環控制器比例-積分(Proportional-Integral,Pl)閉環控制器
標簽: BLDC
上傳時間: 2022-07-01
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針對非線性系統所設計的模型預測控制算法,內容詳實,大家可以認真看看
標簽: 非線性模型
上傳時間: 2022-07-17
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四軸飛行器擁有四個旋翼,屬于多旋翼直升機。四軸飛行器具有四個成對稱分布的旋翼。它通過控制四個旋翼的旋轉速度而非機械結構來實現各種飛行動作。四軸飛行器具有成本低、機體結構簡單、沒有機械結構、飛行穩定性好、重量輕、有利于小型化無人化等特點。因此可以應用在人無法到達的一些復雜環境之中。目前四旋翼飛行器等多旋翼飛行器已經在很多行業比如航空拍攝、遙感勘測、實時監控、軍事偵察、噴灑農藥中得到了廣泛的應用,并已經形成了相關產業。四旋翼飛行器具有非線性控制、控制量多、飛行姿態控制過程復雜等特性。本課題基于實現四軸飛行器低成本小型化通用化的思路,通過研究剖析四旋翼飛行器飛行的原理,根據其數學模型和控制系統的功能要求,在MCU上實現了四旋翼飛行器的姿態數據的獲取、飛行姿態解算以及飛行姿態控制。本課題硬件上采用stm32系列STM32F103C8T632位處理器作為主控制器負責分析處理數據,根據姿態運算結果,輸出電機控制信號;主要使用慣性測量單元MPU-6050等傳感器模塊用于姿態信息的檢測;采用場效應管驅動電路來驅動空心杯電機;藍牙模塊負責和上位機進行通信以實時采集飛行數據便于分析測試。整個軟硬件系統均基于模塊化設計的思想。各傳感器采集飛行器的傳感器數據都使用通用數字接口和MCU進行數據交換和通信。軟件上,編寫飛行姿態控制軟件,在stm32單片機上實現了四元數法和卡爾曼濾波算法,解算出飛行器正確的姿態角,并使用PID控制進行姿態角的閉環控制,穩定飛行姿態。實驗結果表明,本課題設計的四軸飛行器能夠較好的自主達到穩定飛行狀態,抗擾動能力強。飛行姿態控制算法完全實現了使四旋翼飛行器能在室內平穩飛行的控制要求。
上傳時間: 2022-07-17
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