【摘 要】
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车载、机载热成像仪已广泛应用于各类武器装备,其关键部件转台电机的可靠性、精度、动态响应极大影响着武器装备等负载的技术性能。因此,研究高可靠性、高精度、高动态响应直流永磁电机是武器装备领域热点方向。本论文以贵州某公司研制的热成像仪转台为对象,研究转台永磁无刷直流电机的控制策略,设计正弦波驱动装置,旨在抑制电机的转矩脉动,提升电机响应速度满足精度要求,为高精度热成像仪转台的研制提供理论依据。本课题是贵
【基金项目】
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贵州省科技计划项目（黔科合GY·字[2013]3023、黔科合支撑[2021]一般280）；
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车载、机载热成像仪已广泛应用于各类武器装备,其关键部件转台电机的可靠性、精度、动态响应极大影响着武器装备等负载的技术性能。因此,研究高可靠性、高精度、高动态响应直流永磁电机是武器装备领域热点方向。本论文以贵州某公司研制的热成像仪转台为对象,研究转台永磁无刷直流电机的控制策略,设计正弦波驱动装置,旨在抑制电机的转矩脉动,提升电机响应速度满足精度要求,为高精度热成像仪转台的研制提供理论依据。本课题是贵州省科技计划项目（黔科合GY·字[2013]3023、黔科合支撑[2021]一般280）的子课题,重点围绕基于正弦波控制驱动技术的永磁无刷直流电机控制策略及控制器研究。具体工作如下:1.通过分析某研究所提供的热成像仪转台技术指标,设计研制永磁无刷直流电机。重点研究极槽配合、定子绕组、极弧系数等影响电机齿槽转矩的参数,并利用Ansoft Maxwell软件对电机进行电磁分析,优化极弧系数和槽口宽度,以抑制电机齿槽转矩,优化得到电机齿槽转矩最大峰峰值为6.51m N·m。2.基于正弦波控制技术对电流环和速度环控制器进行设计,采用模糊算法优化速度环的PID参数,实现速度环+电流环的双闭环控制策略。并利用Matlab/Simulink建立永磁无刷直流电机控制系统的仿真模型,分别从转速、负载变化方面对控制系统进行仿真分析。结果表明电机输出的转矩波动小于5%,具有较好的控制性能。3.根据驱动电机控制方案,设计ds PIC30F4012+IR2136的电机驱动模块控制器,完成电源电路模块、功率驱动模块、数字控制模块以及外围电路的设计。并基于MPLAB集成环境完成软件设计。4.利用本课题组与贵州某电机公司联合研发的电机动态特性测试系统,对本论文所设计的永磁无刷直流电机及其控制器进行测试验证。结果表明所设计的驱动装置具有良好的转速跟随性,转速偏差率小于2%,转矩波动小于5%,符合转台性能要求。
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