文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
基于自适应模糊算法的无刷直流电机控制器设计与开发
姓名:王莅斌
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
20080501
摘要无刷直流电机以电子换相取代了有刷直流电机的机械换相,解决了电刷带来的种种问题,具有结构简单,运行可靠,调速性能好的优点,在各行各业中都得到了广泛的应用。目前,很多专家学者都在对无刷直流电机的控制进行研究,以期能让无刷直流电机的优势发挥更加充分。研究人员在电机的控制算法方面采用的策略有模糊控制,自适应控制,神经网络控制等。模糊控制是以模糊集合论,模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数学控制,属于非线性控制的一种。模糊控制正成为智能控制的一种重要而又有效的形式,它和神经网络控制,遗传算法理论,自适应控制理论等学科相融合,正在显示出巨大的力量。鉴于模糊控制在现代控制中体现出的优越性,本文以模糊算法为主体,融合自适应控制理论,得到了自适应模糊算法;然后设计了以为核心的无刷直流电机驱动控制器,把自适应模糊算法应用到电机的实际控制中,首先,本文对无刷直流电机的发展状况,国内外研究现状进行了介绍。为了对无刷直流电机的控制能有清楚的认识,还详细说明了其工作原理,并给出了电机数学模型。由于本文将主要使用模糊算法对电机进行控制,因此也对模糊控制进行了介绍。无刷直流电机存在难以建立精确数学模型的缺陷,直接使用/建立的数学模型并不理想,因此本文在电机控制器设计阶段,提出使用半实物仿真技术辅助开发。接着简单介绍了半实物仿真系统的特点,分别对驱动控制器各模块进行建模,并使用对提出的自适应模糊控然后,本文设计了无刷直流电机的驱动控制器,并从功率逆变电路,位置传感器检测,电源系统以及速度计算模块详细说明了系统硬件的组成;从主程序流程,中断服务程序流程和控制算法设计阐述了软件系统的组成。为了检验自适应模糊算法的有效性,以一台的电机作为实验对象,和刂扑惴ㄔ诘缁舳段和平稳运行过程中负载突变这两种情况下电机速度进行了对比,详细记录了电最后,实验结果对比证实了本文提出的自适应模糊控制算法是可行的。同时,期待电机能体现出较好的静态和动态特性。制算法进行了仿真阶段的检验。机速度的超调和超调恢复时间。捅要
使用半实物仿真技术对控制算法设计也有很好的积极作用。关键词:自适应模糊算法,无刷直流电机,半实物仿真技术,摘要
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签名:至垄盛日期:‘卿签名:至叁氢日期:砂够年么月/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。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袷卮斯娑导师签名:
第一章绪论无刷直流电机概述年,,宽的调速范围,大的启动转矩,简单的控制电路等优点,因此,长期以来在各种驱动装置和伺服系统中都得到了广电刷和机械换相器,不但保留了直流电动机的优点,更具有了交流电动机的结构简单,运行可靠,维护方便等优点,使其一经出现就以极快的速度发展和普及。本章首先总结了永磁无刷直流电机的发展过程以及技术发展所起到的作用,然后电动机是以磁场为媒介把电能装换为机械能的机电能量装换电磁装置【。一百多年来,其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们日常生活之中。对于电应:将导线的一端和电池正极连接,导线沿南北方向平行地放在小磁针上方,当偏转。这开始了电机发明的第一步。第二年拢ɡ诜⑾滞ǖ绲牡枷吣苋朴受力产生运动。第一时期,许多物理学家进行了大量研究,取得了丰硕的成果。但是,对作为产生电能的发电机的研究远远多与对电动机的研究,电动机的发展电机韵录虺啤暗缍蔽!暗缁行矶喾掷喾绞剑凑战峁购凸ぷ髟泛应用。永磁无刷直流电机在有刷直流电机的基础上采用电子换相器取代了机械讨论了目前国内外对永磁无刷直流电机的研究现状,最后介绍了本文的研究内容与意义。动机这一项重要的发明,有必要对其来由作一定的了解。导线另一端连接到负极时,磁针会立即指向东西方向。把玻璃板、木片、石块等非磁性物