文档介绍：摘要
无刷直流电动机同时具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便和有刷直流
电动机的运行效率高的优点,因而在许多行业和领域得到了广泛应用。
为有效地克服由无刷直流电动机的非线性、参数时变性、模型不确定性等引起的控
制困难的问题。本文在深入研究了无刷直流电动机的工作原理的基础上,提出了利用在
线自整定模糊刂破鞲纳莆匏⒅绷鞯缍魉傧低承阅苌杓频姆椒ā8梅椒ú捎靡
误差和误差变化率为输入的二维模糊控制器,模糊控制器的输出经过整定因子整定
控制器的三个参数局,局和肠。由于控制系统采用数字式模糊惴ǎ枰4罅渴
据处理,对系统处理器要求较高,采用数字信号处理器8盟惴ǖ氖迪痔峁┝擞
件基础。
本文针对无机械式位置传感器的特点,无刷直流电动机转子位置的检测采用反电动
势过零点检测方法。本文设计了转速和电流双闭环调速控制系统,对系统模糊控制器设
计进行了详细的介绍,给出了应用于本系统的模糊查询表格。利用仿真软件
对本控制系统设计进行了模拟仿真,仿真的结果表明采用在线自整定模糊算法,系
统响应迅速,超调小,消除了稳态误差。
在所设计的控制方案和控制算法的基础上,对控制系统的软、硬件进行了设计。采
用德州仪器公司的电机专用的数字信号处理器:诵慕邢低成杓疲
充分利用了其强大的片上资源优势以及高速数据处理能力,简化了硬件电路的设计,保
证了系统的稳定性。软件部分采用模块化设计思想,编制了各个模块的流程图。
在软件部分和硬件部分调试通过后,进行了系统控制实验,实验结果表明:采用在
线自整定模糊刂扑惴芎芎玫母纳莆匏⒅绷鞯缍刂葡低车男阅堋
关键词:何匏⒅绷鞯缍凰ū栈房刂疲荒F赑:反电动势
研究类型:应用基础研究
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髀本课题研究的背景及意义电动机作为机电能量转换装置,近一个多世纪以来,其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活当中。直流电动机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点,但传统的直流电动机均采用电刷,以机械方法进行换向,因而存在相对的机械摩擦,由此带来噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点,再加上制造成本高及维修困难等缺点,从而限制了它的应用范围,致使目前工农业生产上,大多数均采用三相异步电动机‘¨。针对上述直流电动机的弊病,早在世纪年代,就有人开始研制以电子换向来代替电刷机械换向的无刷直流电动机,并取得了一定的成果。但由于当时大功率电子器件仅处于初级发展阶段,没有能找到理想的电子换向元器件,使得这种电动机只能停留在实验室研究阶段而无法推广应用。年,美国的す热耸状紊昵肓擞τ镁体管换向代替电动机机械换向的专利,这就是现代无刷直流电动机的雏形。但由于该电动机尚无起动转矩而不能产品化,尔后又经过人们多年的努力,借助于霍尔元件来实现换相的无刷直流电动机终于在年问世,从而开创了直流无刷电动机产品化的新纪元。直流无刷电动机真正进入实用阶段应从年开始,当时原西德公司推出渲绷魑匏⒌缍捌淝鳌N匏⒅绷鞯缍低嘲雌淙谱榉吹缍势波形的不同可大致分为两大类:正弦波无刷直流电动机和梯形波无刷直流电动机。一般将正弦波无刷直流电动机称为永磁同步电动机,梯形波无刷电动机称为无刷直流电动机6兰甏群笱兄瞥煞讲ㄎ匏⒌缍驼也ㄎ匏⒌动机。在近二十多年的时间里,无刷电动机得到较为充分的发展无刷直流电动机反馈装置简单,功率密度高,输出转矩大,控制结构简单且调速性能优越,体积小,重量轻,转动惯量小,不存在励磁损耗。同时具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便和有刷直流电动机的运行效率高等一系列优点,同时降低了制造成本,简化了电机维修,故无刷直流电动机在当今国民经济各个领域,如医疗器械、仪器仪表、化工、及计算机驱动器以及家用电器等方面得到了广泛的应用有位置传感器的永磁无刷直流电动机均需一个附加的位置传感器,用以向逆变桥提供必要的换向信号,它的存在给直流无刷电动机的应用带来很多的缺陷与不便:首先,位置传感器会增加电机的体积和成本;其次,连线众多的位置传感器会降低电机运行的可靠性,即便是现在应用甚为广泛的霍尔传感器,也存在一定程度的磁不敏感区;再次,在某些恶劣的工作环境中,如在密封的空调压缩机中,由于制冷剂的强腐蚀性,常规的
无刷直流电动机的研究现状及发展位置传感器根本就无法使用。此外,传感器的安装精度还会影响电机的运行性能,增加生产的工艺难度。,电动机的控制方案逐步走向多元化。基于现代控制理论的滑模变结构控制、采用微分几何理论的非线性解耦控制、模型参考自适应控制等等方法的引入,使系统性能得到了改善和提高。但这些理论仍然建立在对象精确的数学模