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江苏科技大学本科毕业设计（论文）学院电气与信息工程学院专业电气工程及其自动化学生姓名赵琛班级学号1045533237指导教师魏海峰二零一四年六月江苏科技大学本科毕业论文无刷直流电机转速-电流闭环控制策略BrushlessDCMotorspeed-currentLoopControlStrategy江苏科技大学毕业设计（论文）任务书学院名称：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：赵琛学号：1045533237指导教师：魏海峰职称：副教授2014年3月1日毕业设计（论文）题目：无刷直流电机转速-电流闭环控制策略一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）1提供条件：无刷直流电机的相关资料，MATLAB仿真软件2设计内容与要求:(1)掌握无刷直流电机的原理、结构和模型；(2)掌握仿真软件MATLAB/Simulink的使用；(3)在MATLAB/Simulink中构建无刷直流电机转速-电流闭环控制系统；(4)撰写论文，通过答辩。二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）(1)毕业设计论文：一份（不少于1.5万字）；(2)外文译文：一篇（不少于5000英文单词）；(3)无刷直流电机转速-电流闭环控制系统仿真模型：一套；三、完成日期及进度2014年3月17日至2014年6月13日，共13周。进度安排：3.17－4.7：熟悉任务要求，查阅资料，翻译外文资料；4.8－5.5：学习、掌握无刷直流电机的原理、结构和模型，完成开题报告及外文资料翻译；5.5－5.19：学习、掌握MATLAB/Simulink的使用；5.20－6.1：在MATLAB/Simulink中构建无刷直流电机的转速-电流闭环控制系统仿真模型，并调试；6.1－6.13：撰写毕业论文、答辩。四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）：(1)汤蕴璆,罗应立,梁艳萍.电机学（第三版）.机械工业出版社,2008.(2)张琛.直流无刷电动机原理及应用（第二版）.机械工业出版社,2004.(3)王兆安,黄俊.电力电子技术（第四版）.机械工业出版社,2005.(4)陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统（第三版）.机械工业出版社,2004.(5)张志涌.精通MATLAB6.5版教程.北京航天航空大学出版社,2005.(6)潘晓晟.MATLAB电机仿真精华50例.电子工业出版社,2007.系(教研室)主任：（签章）年月日学院主管领导：（签章）年月日江苏科技大学本科毕业设计（论文）I摘要在一个世纪以来，电动机的发展已经得到了许多的变革，种类也呈现多样性，但现在最常见也是最主要的是同步电动机、异步电动机和直流电动机这三类。电动机的作用也就是充当转换装置，来进行机电能量的转换。在三种电动机之中，大家都深知直流电动机具有运行效率高以及调速性能好等很多优点，但任何事物都要一分为二来看待，直流电动机还存在一些不足之处。传统直流电机以机械形式进行换向，存在火花、无线电干预、噪声和寿命短等严重弊端，还有一些缺陷是这些传统直流电机的结构制造、材料选取使得其进行产品生产的成本很高和维护修理也较为麻烦，不管是工业还是民用方面都有很大的限制。在这种情况下，使得目前许多的工工业、农业、制造业等一些生产活动中使用少有直流电动机的身影，取而代之的是三相异步电动机。无刷直流电机是是永磁电机的一种，如果换个角度看，它将是一个非线性、多变量的集成系统,与微电子元器件、电力电子元器件有着精密联系，无刷直流电机正是伴随前两者出现的。无刷直流电动机优点很多，跟交流电动机一样，基本结构简单、工作运行可靠、维护修理方便等一系列优点都具备，而又与交流电动机的许多特性相似，如其工作运行效率高、没有励磁损耗以及调节速度的性能好等，故广泛应用于当今国民经济的各个领域，中小功率的调速系统正逐步被无刷直流电机调速系统所取代。无刷直流电机的关键技术之一是控制策略。本文采用双闭环PI调速控制系统，实现转速的抗干扰调节，使得无刷直流电机在稳态时无静差。文章详细介绍了无刷直流电机的基本结构、运行工作原理、研究目的和应用状况，建立简单的无刷直流电机数学模型，并利用MATLAB/SIMULINK强大的仿真平台，建立控制系统的仿真模型，对无刷直流电动机速度闭环控制系统进行仿真。通过对模型仿真，结果清楚的显示：该控制模型工作运行可靠、平稳，没有什么波动，具有良好的静、动态特性。关键词：无刷直流电机；双闭环控制系统；MATLAB/Simulink；建模仿真江苏科技大学本科毕业设计（论文）IIAbstractInthepastcentury,thedevelopmentofthemotorhasbeenalotofchange,speciesdiversityisalsopresented,butnowthemostcommonandmostimportantcategoriesisthethreeoffollowing:synchronousmotors,asynchronousmotorsandDCmotors.Theeffectofthemotorisconvertedtoactasmeansforelectromechanicalenergyconversion.Amongthethreemotors,wearewellawareoftheDCmotorwithhighefficiencyandspeedperformance,andmanyotheradvantages,buteverythingshouldbevieweddistinction,DCmotorsarestillsomeinadequacies.ThehighcostandmaintenanceoftraditionalDCmotorcommutationmechanicalform,therearesparksseriousdrawbacksradiointerference,noiseandshortlife,therearesomedefectsinthestructureofthesetraditionalDCmotormanufacturing,materialselectionmakesitsproductproductionrepairisalsomoretrouble,whetherindustrialorcivilianaspectsgreatlyrestricted.Inthiscase,makingsomeofthemanycurrentlyworkinindustry,agriculture,manufacturingandotherproductionactivities,usingararefigureofaDCmotor,replacedbyathree-phaseasynchronousmotors.BrushlessDCmotorisapermanentmagnetmotor,ifanotherpointofview,itisanonlinear,multivariableintegratedsystems,andmicroelectronicscomponents,powerelectronicscomponentswithprecisioncontact,brushlessDCmotorsareisaccompaniedbytheappearanceofthetwo.ManyadvantagesofbrushlessDCmotors,ACmotorswiththesamesimplebasicstructure,reliableoperation,easymaintenanceandrepairallhaveaseriesofadvantages,ButwithmanyfeaturessimilartoACmotors,highoperatingefficiencyastheywork,nogoodexcitationlossandperformancetuningspeed,etc.,itiswidelyusedintoday'snationaleconomy,smallandmedium-powerspeedcontrolsystemisgraduallybeingbrushlessDCmotorspeedcontrolsystemisreplaced.OneofthekeytechnologiesaboutthebrushlessDCmotoriscontrolstrategies.Inthispaper,single-loopPIspeedcontrolsystem,adjustthespeedofinterference,makingthebrushlessDCmotorstaticerrorinthesteadystate.ThispaperintroducesthebasicstructureofabrushlessDCmotor,runtheworkingprinciple,purposeandapplicationstatus,createasimplemathematicalmodelofabrushlessDCmotor,andusingMATLAB/SIMULINKpowerful江苏科技大学本科毕业设计（论文）IIIsimulationplatform,asimulationmodelofthecontrolsystem,forbrushlessDCmotorspeedloopcontrolsystemsimulation.Throughthemodelsimulation,theresultsclearlyshowthat:thecontrolmodelworkisreliable,stable,novolatility,hasgoodstaticanddynamiccharacteristics.Keywords:BrushlessDCMotor;double-loopcontrolsystem;MATLAB/Simulink;modelingandsimulation江苏科技大学本科毕业设计（论文）IV目录第一章绪论..........................................................................................11.1研究背景....................................................................................................................11.2研究现状及分析........................................................................................................21.3研究目的及意义........................................................................................................31.4本文的主要内容........................................................................................................4第二章无刷直流电机的结构、原理、特性及数学模型..................52.1无刷直流电机的基本结构........................................................................................52.1.1电动机本体............