无刷直流电机转速闭环控制器设计
本文主要针对无刷直流电机转速闭环控制器进行研究，根据已有的无刷直流电机的相关参数以及控制性能指标，设计一种可靠的转速、电流双闭环控制系统。利用Matlab/Simulink软件环境，搭建BLDCM转速控制系统的仿真模型。利用仿真模型，方便实现对功能模块的修改与调试，进一步完成对转速控制系统的设计，并完成相应的硬件电路设计与控制程序编写。 首先，论文简要介绍了无刷直流电机相较于传统有刷直流电机的巨大优势，介绍了无刷直流电机的广泛应用，总结了现阶段BLDCM转速控制系统研究中已经取得的技术成果和富有价值的攻关热点。针对BLDCM，推导其数学模型、分析其工作原理、整合其功能模块，借助工具软件，就可为其控制系统成功构建出仿真模型，从而实现位置传感器模拟、感应电动势求解等基本功能。依据仿真模型，对BLDCM进行仿真实验，完成了开环特性、闭环特性、负载突变等仿真分析，确定了闭环转速控制器的调节参数。并依据仿真结果设计了一种逐步提升占空比的软起动方法，有效地抑制了电机起动电流冲击与起动转矩脉动。 然后，依据控制模型与仿真结果，完成了以DSP为核心的硬件电路设计，确定了控制系统中各主要器件的型号与参数，给出了信号采集电路、信号隔离电路与DSP最小系统等关键电路的设计方案。并根据硬件设计方案，提出了对应的软件设计思路，简介了应用软件的组成和功能，给出了程序流程框图和关键程序的具体设计。 最后，对设计的BLDCM控制器进行转速控制效果和样机运行性能实验验证，测试结果表明其调控有效实用，性能可靠。设计过程中，既要力争新功能的开发，也要顾及资源已有功效的充分发挥，还要将设计与特定项目的需求紧密结合，完美解决实际问题。
无刷直流电机;DSP;PID;转速控制;脉宽调制
合肥工业大学
硕士
电力系统及其自动化
王华强
2021
中文
TM33
2022-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）