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多旋翼飞行器的BLDC无位置驱动器的设计
资料介绍
无刷直流电机采用电子换向替代有刷电机的机械换向可以获得更好的转矩转速特性和高速动态响应，并同时具有高效率、低噪声、高转速等特点。传统的无刷直流电机采用有位置传感器获取转子位置，但位置传感器增加了电机的重量和结构尺寸，且不易安装和维护。本论文以多旋翼飞行器作为控制对象，主要对小功率的无位置传感器无剧直流电机驱动控制器进行设计，并最终和永磁无刷直流电机本体形成机电一体化的产品。
本文首先简述无刷直流电机的基本结构和工作原理，并结合无刷直流电机的等效电路建立数学模型，进行了动、静态特性分析。
其次，本文对无刷直流电机无位置控制进行研究，其中转子位置信号获取是无位置控制的研究重点。“反电势法”是最常用的转于位置检测方法，本文以H-PWM-L-ON调制方式为例，分析了“模拟比较”和全数字采样的两种反电势过零检测的实现方式。启动控制采用“三段式”启动法，通过“双步”定位和升压升频的方式逐渐提高转子转速，可快速平稳完成加速过程。在此基础上，搭建了无位置控制系统的Matlab/Simulink仿真模型，验证了方案的可行性。
最后，结合系统的设计要求，进行了电机驱动系统的软硬件设计。硬件设计上，选用C8051F310单片机作为控制芯片，功率模块采用MOS并联的电路形式实现均流，并在反电势检测电路中，结合实际电路对阻容滤波网络的相位特性进行了分析。在软什设计上，尝试了两种基于“反电势法”的无位置控制设计方案。结合实际运行情况进行比对分析，选择“模拟比较”作为最终方案。经测试，电机在空载和带载状态下，都能够快速平滑启动、正确换相并且稳定运行，转速响应较快，无超调，稳态误差较小，可满足多旋翼飞行器的无位置驱动器的设计要求。
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2020-06-08 13:56:27bellwind
15年的毕业论文，基础理论可以学习