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直流无刷电机自60年代诞生以来,由于既具备交流电机结构简单、运行可靠、维护方便的优点,又具有直流电机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好诸多优点,同时还克服了直流电机由于机械换向和电刷而带来的一系列限制,故其在国民经济的各个领域得到越来越广泛的应用。
本文从永磁无刷直流电动机的基本工作原理出发,提出了基于DSP(TMS320LF2407A)的转速和电流的双闭环无刷直流电动机的模糊PID控制系统。其中,速度环采用参数自整定模糊PID控制,电流环采用PI调节。本系统采用的模糊PID控制器既有模糊控制灵活且适应性强的优点,又具有PID控制精度高的特点,对复杂控制系统和高精度伺服系统具有良好的控制效果。
此外,本文对基于DSP的永磁直流无刷电动机的无位置传感器控制系统的硬件和软件进行了研究与设计,提出了基于TMS320LF2407A DSP的永磁无刷直流电动机反电动势法无位置传感器的控制方案。硬件包括功率主回路、功率驱动电路、电流检测电路和转子位置检测电路。在软件开发环境CCS中,用汇编语言和C语言编写了本系统的控制软件,主要包括采样、速度调节、电流调节等部分程序的编写。
最后基于MATLAB/Simulink仿真平台并结合s—函数构建了无刷直流电动机转速、电流双闭环模糊控制系统的仿真模型。仿真的结果表明,与传统的PID控制相比,本系统响应迅速、控制精度高、超调小、具有较强的鲁棒性和自适应性。在对硬件和软件部分进行设计后,进行了控制系统的实验,实验结果表明该系统是合理的。