基于DSP的无刷直流电机控制系统研究与设计

发布时间：2017-09-13 11:05

  本文关键词：基于DSP的无刷直流电机控制系统研究与设计

  更多相关文章： 无刷直流电机 DSP 智能PID 闭环调速系统

【摘要】：针对目前无刷直流电机控制系统研究的焦点:如何提高电流调节的精度和减小转矩脉动,以及实现系统全数字化等问题,本课题采用ADI公司的ADMCF340 DSP控制器,提出了基于位置环、电流环和速度环的三闭环全数字无刷直流电机智能控制方案。 本文首先论述了无刷直流电机的基本构成、工作原理和数学模型。在研究了基于电机专用控制芯片的无刷直流电机模拟控制器的基础上,开发了基于DSP的全数字智能控制器。并且重点对导致电流脉动和转矩脉动的原因进行了分析,深入研究了转矩脉动抑制和电流控制的方法。基于以上研究,采用PID算法对控制系统进行了改进。对PID控制器的三个参数K_p,K_i和K_d进行在线调整,有效地克服了由无刷直流电机的非线性、参数时变性、模型不确定性等引起的控制难的问题。并且研究了PID控制器的三个参数对控制效果的影响,改善了系统控制性能。并对未来的PID控制器的发展进行了探讨。 采用电机控制专用DSP控制器ADMCF340对系统进行了全数字化设计。给出了系统实现硬件电路设计方案,介绍了数据处理板和功率驱动板的主要功能模块的设计。采用汇编语言进行编程。
【关键词】：无刷直流电机 DSP 智能PID 闭环调速系统
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP273
【目录】：

• 第一章 绪论8-11
• §1-1 无刷直流电机控制器的研究背景8
• §1-2 无刷直流电机的发展趋势8-9
• §1-3 高性能无刷直流电机传动系统急需解决的问题9-10
• 1-3-1 电流控制方法9
• 1-3-2 转矩波动的抑制9
• 1-3-3 速度位置闭环及系统全数字化9-10
• §1-4 DSP技术10
• §1-5 本课题主要研究内容10-11
• 第二章 无刷直流电机的工作原理11-20
• §2-1 无刷直流电机的基本结构11-12
• 2-1-1 电动机本体11-12
• 2-1-2 转子位置检测器12
• 2-1-3 驱动控制电路12
• §2-2 无刷直流电机的控制原理12-14
• §2-3 无刷直流电机的数学模型14-16
• 2-3-1 电压方程14-15
• 2-3-2 转矩方程15
• 2-3-3 运动方程15
• 2-3-4 状态方程和等效电路15-16
• §2-4 纹波转矩分析及其抑制方法研究16-20
• 2-4-1 谐波对转矩脉动的影响16-17
• 2-4-2 电流换相对转矩脉动的影响17-18
• 2-4-3 抑制转矩脉动的方法18-20
• 第三章 无刷直流电机的模拟控制策略20-29
• §3-1 无刷直流电机控制策略20-23
• 3-1-1 直流调速系统20-22
• 3-1-2 脉宽调制调速基本原理22-23
• §3-2 无刷直流电机的驱动电路设计23-24
• 3-2-1 触发电路23-24
• 3-2-2 逆变电路24
• §3-3 控制器及外围电路的设计24-29
• 3-3-1 MC33035和MC33039简介24-25
• 3-3-2 控制芯片外围电路25
• 3-3-3 转子位置传感器25-26
• 3-3-4 电流检测电路设计26-27
• 3-3-5 实验结果分析27-28
• 3-3-6 小结28-29
• 第四章 无刷直流电机数字控制系统设计方案29-49
• §4-1 数字信号处理器(DSP)概述29-32
• 4-1-1 DSP简介29
• 4-1-2 ADMC系列DSP29-32
• §4-2 数字控制系统设计方案32-37
• 4-2-1 SVPWM控制方法32-35
• 4-2-2 数字PID控制方法35-36
• 4-2-3 PID调节器各参数对控制效果的影响36
• 4-2-4 常用的PID参数整定方法36-37
• §4-3 系统的软硬件实现37-49
• 4-3-1 控制器的硬件结构37-41
• 4-3-2 软件结构41-46
• 4-3-3 系统运行分析46-47
• 4-3-4 PID控制器的局限性及其发展方向47-48
• 4-3-5 小结48-49
• 第五章 结论49-50
• 参考文献50-52
• 致谢52-53
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果53

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本文编号：843323