文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
基于dSPACE的永磁无刷直流电机驱动控制系统设计与开发
姓名:张祺
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:李辉
20070601
摘要永磁无刷直流电机采用永磁体励磁,并通过电子换相代替传统直流电机的机械换向,具有无励磁损耗、结构简单、运行可靠、维护方便、运行效率嵩以及调速性能好等优点,因而近年来被广泛应用于计算机系统、家用电器、交通工具和医疗器械等领域。为提拜其运行效果,有不少学者正尝试利用模糊控制、神经网络控制、自适应控制、专家系统等具有自学习、自适应、自组织功能的智能控制算法来进行永磁无刷直流电机的控制。但是.,豳于永磁无刷直流电机是一个多变量、非线性、强耦合的对象,很难建立能反应其全部特性的精确数学模型,所以按照传统的算法开发方法往往周期很长,修改起来也很不方便。因此,本文选取了一台的永磁无刷直流电视为被控对象,提出了一种基予驳目焖开发永磁无刷直流电机驱动控制系统的新方法。首先,本文会绍了德国公司开发的实时仿真系统的硬件组成、软件环境、实时仿真功能以及利用开发控制系统的方法。本文认为,通过利用基予的半实物仿真技术,可以显著加快永磁无刷直流电机控制器的开发。其次,针对一台的永磁无刷直流电机,本文确定了其具体的调速方案,并在此基础上设计了永磁无弱《直流电橇驱动系统,包括:电机转子位置信号检测模块、电源模块和逆变电路模块等,为下一步控制算法的开发提供了实验平台。接着,本文设计了基于的永磁无俐直流电机驱动控制系统的半实物仿真平台,定义了各功能模块,并在此基础上设计了永磁无刷直流电机的快速控制原型。文章通过/设计了控制器、速度计算、换相逻辑和这四个模块的数字模型,并通过/杓屏松鲜鏊母鍪帜P陀胪獠坑件实物的接豳。最后,为验证所提方法的可行性和有效性,本文将上述方法应用到国内某著名企业开发新一代商用跑步机的科研实践中,分析了商用跑步机负载和传动机构的特点,针对其特殊要求提出了关键闯题的解决方案,并在此基础上开发了基于永磁无刷直流电机的商用跑步机驱动控制系统。实验结果表明:本文所提浅的快速开发永磁无刷直流电枧驱动控制系统的方法是可行有效的,具有较强的应用价值。
关键谲:永磁无利直流电机,,快速开发,驱动控制系统,商用跑步机摘要
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签名:孚乏缒签名:三幺翘≯日期:卯昝丛拢日独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签日期:,、’
、无励磁损耗以及调速性能好等优点,又具备交流电动机的结构简单、运行可靠以及维护方便等一系列优点,因而在各行各业得到了广泛的应用。本章首先总结归纳了永磁无刷直流电机的基本工作原理和数学模型,然后讨论了永磁无刷直流电机的几个典型应用领域以及国内外永磁无刷直流电机驱动控制技术的研究动态,最后介绍了本文的研究电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁机械。把机械能转换为电能的称为发电机,把电能转换为机械能的称为电动机А有关电机的研究、开发历史过程的书籍和参考文献种类繁多,查阅这些文献后发现:对予电机的各个发展阶段所处的年代,多少有一些差别,但是对于整个通过实验获得了“电磁旋转的证明;。J剂说缁⒚鞯牡谝徊健年,,通入电流,通电转子在马蹄形磁铁产生的磁场作用下开始转动。从中看出“巴罗转轮’’是单磁极性机械装置,与利用电磁铁的ê蚐极的两磁极电机略有不同。年,法拉第发现了电磁感应定律。这一时期,许多人进行了各种实验。但是,对作为产生电能的发电机的研究远远超过对电机的研究。电机的研究是作为发电机的研究、开发丽派生出的研究项目。马达,即电机狻剖窃暧裳趴票电机有多种分类方法,可以根据原理和构造分类,可以根据功能和用途分类,还可以根据转矩产生方式和励磁方式分类。但~般来说,经典电机学主要将电机分为三大类: