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直流无刷电动机(BLDCM)是现代电子技术、控制理论和电机技术相结合的产物。它有很多的优点,包括结构简单,运行可靠,维护方便,而且它还具备交流电机运行效率高,无励磁损耗及调速性能好。现在直流无刷电动机已经广泛地应用于工业地各个领域。但是由于直流无刷电动机系统本身固有的强耦合、非线性等特点,使得传统的控制方法不能实现系统最优。本文以直流无刷电动机为研究对象,以广义预测控制(GPC)这一基于对象参数模型的算法为控制算法,进行了研究。本文在对广义预测控制算法的发展及应用综述的基础上,详细介绍了广义预测控制的基本理论和控制策略,并给出了直流无刷电动机的数学等效模型。结合本设计的控制要求,本文采用传统PID控制算法和广义预测控制算法结合,设计了直流无刷电动机的位置控制系统。控制系统采用三闭环控制形式,电流环和速度为内环,位置环为外环,以位置调节器的输出作为速度给定值,以速度调节器的输出作为电流给定值。接着基于直流无刷电动机的数学等效模型,用MATLAB/SIMULINK建立直流无刷位置控制系统的仿真。分别给出了电流环控制的电流仿真图,速度环控制的速度环仿真图,着重对位置环的仿真进行了比较分析。通过PID控制算法与广义预测控制算法的仿真图分析对比,验证了广义预测控制在直流无刷电机控制系统中有较好的跟踪性和抗干扰性。最后对直流无刷电动机控制系统的硬、软件设计作了详细论述。系统以TI公司的TMS320LF2407芯片为控制核心,设计了直流无刷电动机控制器的硬件电路部分;给出了转子位置,三相绕组相电流,速度和负载位置等检测电路;并以IR2130作为驱动芯片设计了无刷直流电动机的驱动电路。系统的软件设计中,主要包括DSP事件管理器初始化程序、换相子程序、检测子程序、ADC中断服务子程序,主要实现了电机的换相和直流无刷电机的位置、速度、电流的检测以及位置、转速和电流闭环控制等功能。