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无刷直流电机是一种集电机和电子一体化的高新技术产品,它以其体积小、重量轻、调速范围广、无需机械换向器使电机的结构简单且从根本上克服一般有刷直流电动机易于产生换向火花的弊病等优点而广泛应用于伺服控制、数控机床、机器人等领域。现代工业的快速发展对无刷直流电动机控制系统的性能要求不断提高,因此,研究具有响应速度快、调节能力强、控制精度高的无刷直流电动机控制系统具有十分重要的意义。
本文从永磁无刷直流电动机的基本工作原理出发,提出了利用自适应模糊PID控制器实现对无刷直流电机调速系统进行设计的新方法。首先建立无刷直流电动机的动态数学模型,以此进行转速和电流双闭环调速系统控制;接着分析了模糊PID控制器设计步骤,特别是模糊控制规则的建立。仿真结果表明,模糊PID控制系统相对于经典PID控制系统具有响应速度更快、超调更小、稳定性更好的特点。
此外,如何在较宽的调速范围内减小力矩波动一直是无刷直流电机调速系统研究的主要问题。本文分析和研究了减少无刷直流电机在换向过程中产生的转矩脉动的方法,本文提出的控制策略能抑制转矩的突起和凹陷,仿真实验证明了这种方法的有效性。
本文还分析了目前国内外文献介绍的几种典型的无位置传感器的转子位置检测方法,并对它们的基本原理、实现途径、改进策略、适用场合做了详细的说明,本文采用G(θ)函数法进行转子位置的检测,并给出了仿真结果。
最后本文介绍了基于DSP的无位置传感器直流无刷电机控制系统的设计原理和设计过程。以如何构建该系统为中心,侧重于DSP技术在BLDCM:控制系统中的具体应用并完成了对转速的控制。