基于DSPIC33FJ32MC204无刷直流电机驱动控制系统的研究

发布时间：2017-05-26 18:11

  本文关键词：基于DSPIC33FJ32MC204无刷直流电机驱动控制系统的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：有刷直流电机采用电刷和机械换向器,有着结构复杂、易产生电火花、易受环境影响等缺点,这降低其工作可靠性且限制了其使用范围。无刷直流电机使用IGBT等组成逆变电路实现电刷和机械换向器的功能,兼具了直流电机系统良好的调速控制特性和交流电机系统的组成元件少、工作可靠且维护简便的特点。本文针对无刷直流电机的驱动控制系统开展研究,完成的主要工作如下：1.分析了无刷直流电机的基本组成及其控制原理,对无位置传感器控制策略进行分析,此外还进行了转矩脉动抑制机制分析、PWM调制策略对比分析、启动策略研究、线反电势12步驱动控制理论研究、改进型择多检测滤波器研究。2.基于MATLAB软件平台,构建基于转速PI调节、电流PI调节和转速PI调节、电流滞环调节两个双闭环的仿真模型,对仿真结果进行了分析。3.完成了宽高输入三路输出开关电源的设计、硬件焊接及整机调试,作为电机控制系统的供电电源。并构建了基于DSPIC33FJ32MC204的硬件驱动控制平台。4.设计了系统控制软件,主要包括主程序、启动程序、ADC采样中断、PWM中断、换相定时器中断等程序流程。在搭建的硬件电路上进行了基于霍尔换相和基于反电势换相的两种控制实验,实验结果表明了硬件平台和软件程序的设计稳定可靠。
【关键词】：无刷直流电机 DSPIC33FJ32MC204 MATLAB 双管反激 无位置传感器
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM33
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 研究背景及其意义13
• 1.2 无刷直流电机研究热点的发展现状13-16
• 1.2.1 电磁转矩脉动抑制13-14
• 1.2.2 无位置传感器控制14-15
• 1.2.3 PWM调制方式15
• 1.2.4 启动策略研究15-16
• 1.3 本文主要研究工作概况16-18
• 第二章 无刷直流电机基本构造及其原理18-34
• 2.1 无刷直流电机基本构造18-21
• 2.1.1 BLDC本体18
• 2.1.2 转子位置传感器18-20
• 2.1.3 三相逆变桥驱动电路20-21
• 2.2 无刷直流电机基本运转原理21-23
• 2.3 无刷直流电机数学模型及控制框图23-25
• 2.4 线反电势差12步驱动控制理论研究25-29
• 2.4.1 扰动观测器法检测线反电势25-28
• 2.4.2 Q滤波器设计28-29
• 2.4.3 相位补偿29
• 2.5 改进型择多检测滤波器研究29-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 无刷直流电机仿真控制系统研究34-43
• 3.1 转速PI、电流PI双闭环仿真34-38
• 3.2 转速PI、电流滞环双闭环仿真38-42
• 3.2.1 转速环分析38
• 3.2.2 电流环分析38-40
• 3.2.3 仿真结果分析40-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 无刷直流电机控制系统硬件设计43-60
• 4.1 开关电源工作原理43-44
• 4.2 反激变换器工作分析44-47
• 4.2.1 单端反激式变换器工作流程分析44-45
• 4.2.2 单端反激式变换器三种工作状态分析45-47
• 4.3 管反激变换器概况分析47-49
• 4.3.1 双管反激式变换器工作流程47-49
• 4.4 高频变压器参数整定与绕制49-53
• 4.4.1 变压器参数整定49-52
• 4.4.2 变压器引脚分布与绕制52-53
• 4.5 供电电路模块设计53-55
• 4.5.1 开关电源电压反馈电路设计53-54
• 4.5.2 开关电源驱动IC电路设计54
• 4.5.3 电平转换电路设计54-55
• 4.6 霍尔信号捕获设计55-56
• 4.7 基于IR2110S驱动模块设计56-57
• 4.8 电流采样模块设计57-58
• 4.9 反电势端电压检测设计58-59
• 4.10 本章小结59-60
• 第五章 无刷直流电机控制系统软件设计及测试结果60-77
• 5.1 芯片配置60-61
• 5.2 基于HALL信号换相运行的软件设计61-63
• 5.2.1 基于HALL信号换相主程序设计61
• 5.2.2 基于HALL信号换相ADC中断设计61-62
• 5.2.3 基于HALL信号换相捕获中断设计62
• 5.2.4 基于HALL信号换相转速闭环设计62-63
• 5.3 基于反电势择多滤波运行的软件设计63-67
• 5.3.1 基于反电势换相的主程序设计63-64
• 5.3.2 基于反电势换相的PWM中断模块设计64-65
• 5.3.3 基于反电势换相的ADC中断模块设计65-67
• 5.4 两种运行模式实验结果67-76
• 5.4.1 系统供电模块测试结果67-68
• 5.4.2 基于HALL信号换相系统运行结果68-71
• 5.4.3 基于反电势换相系统运行结果71-72
• 5.4.4 两种运行模式启动及稳态电流特性研究72-76
• 5.5 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83

【参考文献】

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