无刷直流电机利用电子换相代替机械换相,克服了传统直流电机由于电刷摩擦而产生的一系列问题,并且具有调速性能好、体积小、效率高等优点,因而广泛应用于国民经济生产的各个领域以及人们的日常生活中。 在无刷直流电机的控制策略方面,基于智能控制思想的模糊控制的最大特点是不依赖于对象模型,而是利用所制定的模糊控制规则进行推理以获得合适的控制量。由于单一的模糊控制方法不含积分环节,稳态误差很难消除,所以本控制系统将传统PID控制方式与模糊控制相结合,以期达到较好的动态响应,并消除稳态误差。该控制系统采用数字式模糊PID算法,需要大数据量处理以获得较好的控制效果,对系统处理器要求较高。数字信号处理器(DSP)的应用为该算法的实现提供了硬件基础,使无刷直流电机的模糊PID控制成为可能。 本文对基于DSP的无刷直流电机模糊控制系统实现进行了研究。根据无刷直流电机无机械电刷这一特殊结构,采用反电动势测量方法来检测转子位置,技术成熟、电路简单;对电机转速控制,根据模糊控制器的设计方法,给出了应用于本设计的模糊控制表;该系统采用TI公司研制的电机控制专用DSP芯片TMS320F240,结合目前最先进有内置保护电路的智能功率模块IPM设计出控制系统的硬件电路;在DSP软件开发环境CCS中,用汇编语言设计编写了本系统的控制软件并进行了调试,利用汇编语言处理的高速性,提高了控制策略的实时性。 在系统设计完成后,通过分别对硬件部分和软件部分进行调试后,进行了系统的控制实验,实验结果良好。同时利用MATLAB仿真软件对本系统设计进行了模拟仿真,仿真的结果表明本系统响应迅速、超调小,消除了稳态误差。本文最后对整个系统的设计进行了评价,并对无刷直流电机模糊控制技术存在的问题和后续的研究工作提出了自己的见解。