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无刷直流电机控制器及控制算法研究
资料介绍
无刷直流电机具有调速性能好、体积小、效率高等优点,目前已经在很多领域得到了广泛的应用。传统的无刷直流电机控制采用位置传感器提供转子位置信息,但安装位置传感器会带来许多弊端,另外在一些特殊应用场合,传感器也不适合使用。采用无位置传感器控制技术不仅克服了带位置传感器的诸多弊病,还进一步拓宽了无刷直流电机的应用领域。本文主要研究无刷直流电机的无位置传感器控制技术,并设计研制了一套无刷直流电机无位置传感器控制系统。
首先,本文介绍了课题的背景和研究意义,并总结了当前无刷直流电机研究现状和将来的发展趋势。然后对无刷直流电机的基本结构、工作原理、数学模型等理论进行了详细的分析和论述,为电机的控制提供理论依据。
接下来,本文对无位置传感器控制技术中的关键技术进行了重点阐述和分析,包括位置检测技术、启动技术和双闭环控制策略。首先详细分析了采用反电动势法的位置检测原理,重点阐述了端电压方式检测转子位置的原理,同时给出了反电动势过零点的硬件实现电路。针对无位置传感器控制下电机启动困难的问题,介绍了几种常用的启动方法及各自的优缺点,并在系统软件设计部分提出了一种改进后的预定位启动方法。为了获得良好的调速性能,控制系统采用转速、电流双闭环调速策略,在介绍双闭环调速原理基础上,结合电机的数学模型,利用MATLAB/Simulink建立双闭环调速系统仿真模型,对双闭环调速策略进行了研究,验证了双闭环调速方案的可行性,同时为软件调试PID参数提供参考。
最后,选择合适的方案设计了无刷直流电机控制器,并进行了实验调试。在硬件电路设计部分,阐述了硬件设计整体方案,并详细介绍了各主要电路的设计,同时给出了器件选型依据和重要元器件的参数选择方法。硬件系统以STM32单片机为主控芯片,利用智能功率模块FSBB30CH60设计的功率逆变电路,可支持直流电压300V,电流最大1.5A的无刷直流电机驱动应用。基于反电动势理论设计的位置检测电路简单可靠,配合软件可以准确捕获反电动势过零点信号,提供转子位置信息。在系统软件设计部分,首先介绍了软件设计的总体框架和分模块设计的思路,然后分小节详细介绍了各个模块的软件实现,包括软件控制电机启动、转子位置检测信号捕获、H_PWM-L_ON调制方...
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| 无刷直流电机控制器及控制算法研究.pdf | 9M |
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