無(wú)刷直流電機(jī)的控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、永磁無(wú)刷直流電機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)速效果好，控制方便，已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于大量領(lǐng)域，特別是家用電器這個(gè)行業(yè)，而我們平常所見(jiàn)的兩輪或者三輪式電動(dòng)車(chē)所用的電機(jī)均是永磁無(wú)刷直流電機(jī)。因此，研究無(wú)刷直流電機(jī)的控制方法來(lái)提高它的運(yùn)行性能具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　無(wú)刷直流電機(jī)和其他交流電機(jī)一樣，具有多變量、非線性以及強(qiáng)耦合的特性。隨著矢量控制技術(shù)在永磁同步電機(jī)的控制上運(yùn)用得日趨成熟，以及人們對(duì)電動(dòng)車(chē)的駕駛舒適性提出的更高的要求。采用矢量控制技

2、術(shù)已經(jīng)是無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的首選控制策略。本文將矢量控制技術(shù)運(yùn)用于永磁無(wú)刷直流電機(jī)的控制系統(tǒng)中，解決了電機(jī)非線性，強(qiáng)耦合等特性帶來(lái)的難以控制的問(wèn)題。本論文的研究對(duì)象為電動(dòng)車(chē)用輪轂式永磁無(wú)刷直流電機(jī)，采用STM32系列的專用電動(dòng)自行車(chē)控制芯片STM32FEBKC6T6為控制器，設(shè)計(jì)了無(wú)刷直流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)。具體的研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)研究了無(wú)刷直流電機(jī)兩種運(yùn)行方式（兩兩導(dǎo)通和三三導(dǎo)通）的異同點(diǎn)，并以無(wú)刷直流電機(jī)的在三坐標(biāo)系下

3、的方程以及矢量控制的坐標(biāo)變換原理為基礎(chǔ)，為無(wú)刷直流電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)建立了電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)d，q軸坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。
　　(2)分析了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的基本實(shí)現(xiàn)方法，在原有N值與扇區(qū)的對(duì)照表上建立了一個(gè)新的對(duì)照表。同時(shí)，討論了五段式SVPWM和七段式SVPWM的開(kāi)關(guān)特點(diǎn)以及它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)SVPWM的調(diào)制波和直流電壓利用率進(jìn)行了分析，得到了SVPWM調(diào)制波的產(chǎn)生方法和該調(diào)制方法的線性工作區(qū)域，為矢量控制系統(tǒng)的調(diào)速

4、原理進(jìn)行了深入探究。其次，文中重點(diǎn)闡述了空間矢量脈寬調(diào)制運(yùn)用于無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的可行性與優(yōu)點(diǎn)，在空間矢量脈寬調(diào)制的方法上完成了id=0的控制方式下的矢量控制建模與仿真，從仿真上驗(yàn)證了空間矢量脈寬調(diào)制的可行性與優(yōu)點(diǎn)。
　　(3)提出了轉(zhuǎn)速環(huán)優(yōu)化方法—柔性變結(jié)構(gòu)控制方法，研究了柔性變結(jié)構(gòu)的原理，設(shè)計(jì)了無(wú)刷直流電機(jī)矢量控制下的柔性變結(jié)構(gòu)模型，將柔性變結(jié)構(gòu)算法運(yùn)用于矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)上。在Simulink環(huán)境下建立了該控制算法的仿真