空调用无刷直流电机控制系统研究

发布时间：2023-12-04 19:57

　　近年来,随着科技的迅猛发展,我国在稀土资源的开采、冶炼以及应用上取得了巨大的进展,以稀土为原料制造的无刷直流电机在本世纪获得了长足发展。无刷直流电机具有容量大、高效率、高能量密度、良好的负载能力和超高的经济寿命的特性,使其完全有能力承担空调压缩机的功能。但电机控制系统中,大多数都是PID控制,存在噪声大、转矩脉动大的问题。为了解决这些问题,本文采用将一般PID控制、自适应控制以及模糊控制相结合的一种新型的人工智能控制算法—模糊自适应整定PID控制。本文以空调无刷直流电机为研究对象,采用模糊自适应整定PID控制。该控制策略以一般PID控制为主,模糊控制为辅,控制STM32F103ZET6输出到逆变电路PWM波的周期和占空比,控制无刷直流电机绕组电流,经过PID控制器和相应的模糊推理得出的k_p、k_i、k_d,输出y_out,并反馈到输入端,补偿STM32F103ZET6输出的PWM波的波形和占空比,整个驱动控制系统形成对无刷直流电机转速的双闭环控制。在硬件电路以及软件程序设计基础之上,在MATLAB/Sim...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 选题的目的和意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 存在的问题
    1.5 课题研究的主要内容
2 空调无刷直流电机数学模型及驱动方式
    2.1 空调无刷直流电机的数学模型
        2.1.1 电机本体、开关电路和位置传感器
        2.1.2 空调无刷直流电机的数学模型
        2.1.3 空调无刷直流电机运动方程
    2.2 驱动方式
    2.3 PWM控制技术
    2.4 本章小结
3 空调无刷直流电机模糊自适应整定PID控制
    3.1 空调无刷直流电机双闭环调速
    3.2 空调无刷直流电机的控制方法
        3.2.1 模糊控制
        3.2.2 PID控制
        3.2.3 自适应控制
    3.3 模糊自适应整定PID控制
    3.4 本章小结
4 控制系统的硬件电路及软件程序设计
    4.1 硬件电路设计
        4.1.1 总体结构设计
        4.1.2 按键电路、TFTLCD电路及DHT11 温湿度传感器
        4.1.3 电源电路及驱动逆变电路
        4.1.4 复位电路、时钟电路以及电压电流检测电路
    4.2 软件程序的设计以及调试
    4.3 BLDCM的主控制程序设计
        4.3.1 辅助程序设计流程图
        4.3.2 PWM输出流程图
    4.4 本章小结
5 系统验证
    5.1 控制系统仿真模型及仿真结果分析
        5.1.1 控制系统仿真模型
        5.1.2 仿真结果分析
    5.2 实验
        5.2.1 实物图
        5.2.2 控制系统运行后相关波形
    5.3 实验结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果



本文编号：3870611