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高性能永磁无刷直流电机调速系统的研究

更新时间：2020-03-26 09:22:07 大小：2M 上传用户：六3无线电查看TA发布的资源 标签：电机调速系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

直流无刷电机保持了直流电机的良好特性,采用电子换相,电机的结构简单,可靠性得到了提高。无刷直流电机在国防、工业、民用领域都得到了广泛的应用,高性能无刷直流电机调速控制系统成为研究热点。无刷直流电机的一些固有的因素使控制性能进一步提高受到了限制,比如非线性、对象不确定性、参数的摄动和机械谐振等,经典的控制策略很难获得满意的效果。

本文以提高无刷直流电机性能为目的,研究无刷直流电机的调速方法,控制方案的设计以滑动模态变结构复合控制方法为基础,使用模糊控制、自适应控制、反演控制等等作为辅助手段,在保留滑模控制优点的同时削弱滑模变结构的不足。设计出的控制算法使无刷直流电机获得了较好的动态和静态性能。下面的内容是本文研究的内容。

(1)无刷直流电机并不是一个线性的系统,它里面含有非线性和不确定的因素,因此我们首先要建立无刷直流电机的调速系统非线性的数学模型。

(2)针对抖振这一滑模变结构控制主要的缺点和不足,设计控制器的时候将自适应控制、全局滑模控制以及积分与滑动模态变结构控制相结合,设计出了新的控制算法,自适应的加入减小了抖振,而积分项的加入则解决了滑模控制中存在静差的问题,仿真实验表明这种方法能给无刷直流电机调速系统提供较好的控制,通过与普通的PID和普通的滑模控制相比较,对系统的性能提高较为明显。

(3)针对无刷直流电机调速控制系统中存在的非线性问题,将反演控制、自适应控制、模糊控制、滑模变结构控制相结合,保留了滑模变结构控制的强鲁棒性以及反演控制能够很好的处理非线性系统的优点,回避了单纯的滑模控制和反演控制中存在的弊端。通过仿真表明该方法应用到无刷直流电机的控制中,使无刷直流电机的动静态性能有明显的提升。

(4)以无刷直流电机为主要的控制对象,基于微芯公司的专用电机控制芯片Dspic30F5015作为主控芯片,设计无刷直流电机调速控制器,完成硬件电路的设计、软件控制程序的编写。

(5)利用LabView完成了上位机监控界面的设计,并实现了上位机和单片机之间的通讯,上位机能够现实电机的转速大小,转速方向,以及转速的给定值等等。