基于PWM的直流无刷电机控制系统

南京理工大学硕士学位论文基于PWM的直流无刷电机控制系统姓名：汪小锋申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：陈文建;张维玺20080105基于PWM的直流无刷电机控制系统作者：汪小锋学位授予单位：南京理工大学相似文献(10条)1.会议论文贾宇辉.吴红星.李立毅电梯门机用无刷直流电动机控制系统仿真研究2008电梯门机控制系统目前主要采用交流电机和直流电机调速系统。这些系统均有其固有的缺陷。基于电梯门机用方波无刷直流电动机控制系统，分析了无刷直流电动机数学模型，利用Matlab提供的simulink仿真工具，建立了无刷直流电动机仿真模型，对逆变器接口、反电势系数、电气部分及机械部分等仿真模型中的主要模块进行了讨论，给出了仿真模型的具体处理和仿真结果，电动机进行仿真得到的电流和电磁转矩波形能够与通过场一路耦合时步有限元法得到的波形基本吻合，说明电梯门机采用无刷直流电动机方法的可行性。2.学位论文胡峻凡CT_Gantry无刷直流电动机控制系统的研究2002本文以医用CT机架(CTGantry)的无刷直流电动机控制系统的研制为背景，对CT机控制台中的CT_Gantry运行过程控制软件以及大转动惯量负载下无刷直流电动机系统高精度驱动控制的方法进行了研究。控制台是医用CT的核心，CT机的所有的动作都是由它发出命令完成的，它与CT_Gantry的运行密切相关。因此本文首先研究了CTGantry运行过程控制软件从IRIX操作系统到LINUX操作系统的移植和实现；由于CTGantry具有大转动惯量的特点，而大转动惯量负载下无刷直流电动机系统的高精度速度和位置控制又是无刷直流电动机系统研制的难点。因此，本文着重对大转动惯量负载下无刷直流电动机系统各种速度和位置控制方法的控制效果进行了仿真研究。LINUX操作系统作为自由式软件，以其优良的性能和源代码开发的特点，在越来越广泛的领域得到了应用。本文从系统软件设计的角度，对控制台中CTGantry运行过程控制软件的功能和结构进行了分析；研究了在LINUX操作系统下使用select()函数实现多路I／O切换的事件管理器以及在该操作系统下一种实现串行数据透明传输的方法。本文在Matlab的Simulink环境中建立了CI_Gantry无刷直流电动机系统的仿真模型，对CT_Gantry无刷直流电动机系统采用不同的电流调节器、速度调节器和位置调节器时的速度和位置控制效果进行了仿真研究。首先比较和分析了分别采用滞环电流控制法、次谐波电流控制法、空间矢量电流控制法时的CT_Gantry无刷直流电动机系统的电流控制效果，确定了最佳电流控制方法。其次比较和分析了以次谐波电流调节器做为内环，分别采用传统的PI调节器、模糊控制调节器、单神经元PI自适应调节器做为速度环调节器时的CT_Gantry无刷直流电动机系统的速度控制效果，确定了最佳速度控制方法。最后比较和分析了分别采用传统的PI调节器、单神经元PI自适应调节器、滑模变结构调节器做为位置环调节器，并与不同的速度调节器相结合时的CTGantry无刷直流电动机系统的位置控制效果，提出了以传统PI调节器与单神经元PI自适应调节器相结合的位置控制新方法。本文在Motorola公司的DSP56F807上初步实现了仿真中所得到的最佳速度控制方法，初步完成了CT_Gantry无刷直流电动机速度控制系统的硬件连接和软件编程。实验结果表明采用DSP56F807可以很方便地实现对正弦波无刷直流电动机的驱动控制。3.期刊论文伍艮常.WUGen-chang基于DSP的无刷直流电动机控制系统的设计-组合机床与自动化加工技术2010,(1)随着计算机技术、电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的飞速发展,直流电动机控制系统正逐渐向数字化、智能化方向发展.在直流电动机控制系统中,传统的模拟系统已经不适应这一趋势的发展.DSP技术的引入不但解决了这一问题,而且同时大大提高了控制系统的控制精度、实时性和可靠性;提高了系统的效率,大大减轻了工作人员的劳动强度.论文介绍了采用美国TI公司生产的TMS320F2812型DSP芯片的无刷直流电动机控制系统的基本结构和工作原理,并详细介绍了基于DSP技术的无刷直流电动机控制系统的硬件电路及软件设计.4.学位论文王宏无刷直流电动机控制系统的研究与设计2003稀土永磁无刷直流电动机控制系统是近几年迅速发展起来的一种新型驱动控制系统,其性能优越,发展前景广阔.该文介绍了无刷直流电动机的工作原理,对无刷直流方波电动机位置、转速、电流闭环控制系统进行了仿真分析,并利用仿真结果来指导实际系统的设计.该文设计并实现了无刷直流方波电动机PWM控制器及其位置、转速、电流闭环控制系统,并将它们应用于机载雷达伺服系统中.实验结果表明,该无刷直流电动机PWM控制器及其控制系统设计合理,工作可靠,并具有良好的控制性能.5.期刊论文乔鸣忠.张晓锋.郑乐九相三Y移20°无刷直流电动机及其控制系统-微特电机2002,30(6)分析了九相三Y移20°无刷直流电动机系统的运行原理,设计了以DSP为核心的无刷直流电动机PWM变频调速控制系统,经仿真和实验分析表明,所设计的控制系统是可行的.6.学位论文王华权基于DSP的无刷直流电动机控制系统的研究2008随着现代电力电子技术的发展和永磁材料性能的不断提高，无刷直流电动机的系统在高性能运动控制领域越来越受到重视。无刷直流电动机既具有直流电动机运行效率高、调速性能好、无励磁损耗等诸多特点，又具备交流电动机的运行可靠、结构简单、维护方便等一系列优点，在国民经济各个领域的应用日益普及。本文在对无刷直流电动机控制系统的发展及应用综述的基础上，详细的介绍了无刷直流电动机的基本结构、工作原理和运行特性，并给出了其数学模型。简述了无刷直流电动机的控制策略，并分析了无位置传感器控制技术的原理和方法。然后对无刷直流电动机双闭环控制系统的硬、软件设计作了详细论述。系统以TI公司的TMS320LF2407芯片为控制核心，分析了PWM信号的产生分配情况，给出反电动势过零点、速度及电流等检测电路设计，并以IR2130作为驱动芯片设计了无刷直流电动机的驱动电路，采用三段式起动方式来起动电动机。系统的软件采用模块化设计方法，主要包括初始化程序、起动子程序、换相子程序、ADC中断服务程序等。最后运用SIMULINK建立了无刷直流电动机控制系统的仿真模型，并对给定实例进行仿真。本论文所述无刷直流电动机控制系统的设计方案，可以获得良好的速度控制性能，而且DSP技术不仅使系统获得了高精度，高可靠性，还简化了系统结构。7.会议论文曾毅.李永东DSP控制的无位置传感器无刷直流电动机控制系统2002本文介绍了采用TI公司LF240x系列DSP作为控制核心的无位置传感器无刷直流电动机(BLDC)控制系统及其在电冰箱压缩机控制中的应用,通过无刷直流电动机状态方程的推导得到一套简单有效的无位置传感器算法,并给出了整个系统在家用电冰箱上应用的结果.8.学位论文余华军基于SOPC技术的无刷直流电动机控制系统的研究2009随着微电子、电力电子、信号检测与处理技术、自动控制理论和计算机应用技术的迅猛发展，电动机控制系统的应用广度和深度不断扩大，在现代化的生产和生活中起着举足轻重的作用。针对电机控制系统的高实时性、强稳定性的控制要求，开发高精度、高效率、开放式和网络化的电机控制器具有十分重要的意义。本文以无刷直流电机（BLDCM，BrushlessDirectCurrentMotor）为研究对象，采用可复用的IP技术，以大容量现场可编程门阵列（FPGA）为核心，设计了基于可编程片上系统（SOPC，SystemonProgrammableChip）技术的无刷直流电动机控制器。文中首先综述了国内外无刷直流电动机控制器的发展现状和趋势，比较了各种控制器设计方案的优缺点，阐述了无刷直流电机的控制方式和数学模型。在此基础上，提出了基于SOPC技术的无刷直流电动机控制器的设计方案和主要硬件电路实现方式，并且在转速和电流双闭环的控制策略下，运用IP（IntellectualProperty）复用技术在单芯片FPGA上嵌入处理器软核NiosⅡ和以Avalon总线互连的片上外设，实现了多IP核的无刷直流电动机控制系统，其中用户自定义IP核是本设计的重点，主要包括无刷直流电动机换向控制逻辑、PWM波发生器、测速模块和A/D转换模块。其次，进行了基于SOPC技术的无刷直流电动机的软件设计，提出了系统软件设计的整体方案，并对其中每一个模块进行了详细的说明。最后，进行了无刷直流电动机控制系统的仿真和实验研究。结果证明，采用SOPC技术实现无刷直流电动机控制器的可行性和正确性。本文所采用的SOPC技术解决方案缩短了开发周期，减小了器件数目，提高了系统可靠性，使得系统易升级、易移植，具有一定的创新性。9.期刊论文赫晓明.唐永哲.HEXiao-ming.TANGYong-zhe无刷直流电动机控制系统的设计及应用研究-微电机2007,40(1)针对高速工业平缝机的控制要求,介绍了以80C196MC为核心的无刷直流电动机驱动控制系统的组成,介绍了硬件电路和软件控制策略.该系统已成功地应用于高速工业平缝机.10.学位论文王玉梅基于DSP的无刷直流电动机控制系统的研究2008无刷直流电机既具有直流电机结构简单，运行可靠，维护方便等一系列优点，还具备交流电机运行效率高，无励磁损耗及调速性能好等诸多优点，现已广泛应用于工业控制的各个领域。无刷直流电动机采用反电动势法检测转子的位置，不仅减少了因转子位置传感器而增加的额外费用，而且减少了系统的体积，并大大的提高了系统的可靠性。本文在对永磁无刷直流电动机控制系统的发展及应用综述的基础上，详细的介绍了无刷直流电动机的结构和工作原理，给出了其数学模型，并重点分析了无位置传感器控制技术中最常用的转子位置检测方法-反电势法的工作原理，设计出了反电动势法的实现电路，对转子检测方法的误差原因进行分析。然后对无刷直流电动机控制系统的硬、软件设计作了详细论述。以T1公司的TMS320LF2407芯片为控制核心，设计了无刷直流电动机控制器的硬件电路部分：给出反电动势过零点，三相绕组相电流，转子位置，速度等检测电路；并以IR2130作为驱动芯片设计了无刷直流电动机的驱动电路。系统的软件设计中，主要包括DSP事件管理器初始化程序、开环起动程序、换相子程序、ADC中断服务程序等，来实现输出PWM信号、开环起动、换向控制、电流、速度和位置控制等功能。最后运用MATLAB/SIMULINK建立了无位置传感器无刷直流电动机控制系统仿真模型，对反电动势过零检测法进行了仿真研究，给出了转速、转矩、反电动势的仿真波形，仿真模型的仿真结果与理论分析结果的一致性，验证了控制系统设计的合理性和反电动势过零检测法的有效性。本文链接：授权使用：李建平(wfnchkdx)，授权号：0675b10b-2ba8-42b6-b6ad-9dc50102b10c下载时间：2010年8月1日