基于DSP的無刷直流電機實驗系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、目前，隨著電力電子技術(shù)、控制理論以及實現(xiàn)各種軟算法的微處理器技術(shù)、檢測技術(shù)及數(shù)字信號處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，電機控制技術(shù)也面臨著前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。這些技術(shù)和理論逐漸滲透到各種電機的運動控制系統(tǒng)中，大大提高了電力拖動系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能。無刷直流電動機既具有交流電動機的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點，又兼有直流電動機的運行效率高、無勵磁損耗及調(diào)速性能好的特點，特別是我國的稀土材料為世界第一，為高性能直流無刷電動機的發(fā)展創(chuàng)造了得天獨

2、厚的條件。本文以永磁方波無刷直流電機(BLDCM)為控制對象，設(shè)計了一套基于DSP控制的無刷直流電機實驗系統(tǒng)。 本文首先介紹了無刷直流電機及其控制技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀、無刷直流電機的結(jié)構(gòu)與工作原理及其數(shù)學(xué)模型，然后論述了無刷直流電機的控制技術(shù)和策略，在比較分析各種控制方法的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，將先進的模糊控制理論運用到傳統(tǒng)的PID控制器中，有效地克服了無刷直流電機的非線性、參數(shù)時變性、模型不確定性等引起的控制難的問題，它的控制性能明顯優(yōu)

3、于傳統(tǒng)的PID控制器。同時借助強大MATLAB/SIMULINK，根據(jù)模糊-PID控制器的特點和無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建了模糊-PID控制系統(tǒng)的仿真模型，并進行了仿真驗證。 在系統(tǒng)的硬件設(shè)計中，首先介紹了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，給出了系統(tǒng)總體硬件電路設(shè)計方案，包括DSP外圍電路、信號調(diào)理電路和功率驅(qū)動電路等主要電路設(shè)計，同時，對位置信號檢測電路、母線電流檢測電路、及故障邏輯電路進行了設(shè)計。對于各種電路之間的密切配合，都是從課題的實際

4、出發(fā)，對硬件電路的設(shè)計展開了細致的考慮。 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，包括下位機和上位機的軟件設(shè)計。下位機主要包括主程序設(shè)計和相關(guān)的中斷服務(wù)子程序，并基于模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計思想繪制了流程框圖；在上位機的程序設(shè)計中，主要探討了32位Windows系統(tǒng)中對PC機串行口的打開設(shè)置與讀/寫操作以及讀串口后對接收到數(shù)據(jù)幀的處理，從而實現(xiàn)了利用串口通訊完成上下位機數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確的傳輸。論文最后對無刷直流電機實驗系統(tǒng)進行了調(diào)試和測試，根據(jù)系統(tǒng)的運行狀況，通