永磁无刷直流电机控制器的设计

西北工业大学硕士学位论文永磁无刷直流电机控制器的设计姓名：白世东申请学位级别：硕士专业：电工理论与新技术指导教师：景占荣20070301永磁无刷直流电机控制器的设计作者：白世东学位授予单位：西北工业大学参考文献(33条)1.张琛直流无刷电动机原理及应用19992.邱建琪永磁无刷直流电动机转矩脉动抑制的控制策略研究[学位论文]博士20023.崔明.李铁才.卢彤方波无刷直流电动机的最佳换向逻辑1992(02)4.陈强无刷直流电机的调速控制研究[学位论文]硕士20055.唐宗全基于模糊PID控制的无刷直流电机调速系统的研究[学位论文]硕士20006.江晓光.曲家骡参数自适应控制在无刷直流电机驱动器中的应用2002(02)7.赵国强无刷直流电机神经网络控制器设计2004(01)8.王成元.夏加宽.杨俊友.孙宜标电机现代控制技术20069.吴雪梅基于DSP的无刷直流电机控制系统研究与设计[学位论文]硕士200510.Infmeon,User'sManual200511.TakeshitaT.MatsuiNSensorlessbrushlessDCmotordrivewithEMFconstantidentifier199412.周波.魏佳.穆新华反电势逻辑电平积分比较法实现的无刷直流电机无位置传感器控制2000(08)13.蒋金良.牛海清.谢运祥无刷直流电机转子位置的估计方法2003(04)14.OgasawaraS.AkagiHAnapproachtopositionsensorlessdriveforbrushlessDCmotors1991(05)15.FHuang.DTienANeuralNetworkApproachtoPositionSensodessControlofBrushlessDCMotors199616.KRShouse.DGTaylorSensorlessVelocityControlofPermanent-magnetSynchronousMotors199417.王冉冉.刘玉庆无位置传感器无刷直流电机起动的比较与研究2003(01)18.TiImplementationofaSensorlessSpeedControlledBrushlessDCdriveusingTMS320F240199719.李强.林明耀.李海文无传感器无刷直流电机控制系统及其起动分析2003(03)20.张占松.蔡宣三开关电源的原理与设计200421.ST,BLDCmotorstartroutinefortheST72141Microcontroller,AN1276ApplicationnoteOctober200122.杜晓芸.林瑞光.吴建华无位置传感器无刷直流电机的控制策略2002(01)23.ShaoJianwenAnImprovedMicrocontroller-basedSensorlessBmshlessDC(BLDC)MotorDriveAutomotiveApplications200524.FSAM50SM60APreliminary200525.MKKim.KYJang.BHChoo.J.BLee,B.SSub,T.HKimANovelIGBTInverterModuleforLow-PowerDriveApplications[ApplicationNote9021]200226.查看详情200627.李永东交流电机数字控制系统200228.TIEnhancedHighPowerFactorPreregulatorUC3854B199929.联丰磁业变压器磁材产品手册200630.毕强全数字无刷直流电机无传感器控制系统设计[学位论文]硕士200631.Wook-JinIce.Seung-KiSulANewStartingMethodofBLDCMotorsWithoutPositionSensor2006(06)32.魏克新.王云亮.陈志敏MATLAB语言与自动控制系统设计200433.基于PIC18F2331/PICl8F1330的冰箱压缩机控制板设计2006相似文献(9条)1.期刊论文董富红.沈艳霞.纪志成永磁无刷直流电机无位置传感器估计方法综述-微电机2003,36(5)永磁无刷直流电机的换向和控制都需要准确的转子位置信息.文中总结了无刷直流电机无位置传感器转子位置的估计方法,详细论述了各种有效的检测手段,并进行分类归纳.2.学位论文乐志梅无位置传感器永磁无刷直流电机控制系统的设计与实现2006近年来，随着电力电子技术的发展和新型永磁材料的出现，永磁无刷直流电机得到迅速发展。因其具有运行效率高、调速性能好、体积小、重量轻等一系列优点，在许多领域得到了广泛应用。由于永磁无刷直流电机的位置传感器安装不方便、使用寿命短、应用受周边环境影响较大等因素，制约了它的进一步发展和应用。因此，永磁无刷直流电机的无位置传感器控制技术已成为国内外研究热点，有着广阔的应用前景。论文通过对几种常用的转子位置检测方法的对比分析，确定使用“反电势过零检测法”作为本系统的控制方法。并在对该方法进行了详细的分析后，设计了反电势过零检测电路，对检测电路移相产生的转子位置误差进行了分析，给出了补偿方法。本文设计实现了基于“反电势过零检测法”的无位置传感器永磁无刷直流电机控制系统，包括硬件部分和软件部分。硬件部分主要包括控制板和功率板，其中控制芯片是英飞凌8位单片机C868，驱动芯片是TLE6280G，开关管是功率MOSFET；软件部分包括电机起动、转子位置检测信号的处理等。实验结果验证了系统设计的正确性。3.学位论文方磊基于英飞凌C164CI的永磁无刷直流电机无位置传感器控制系统的开发和实现2006无刷直流电机既具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电机运行效率高、调速性能好的特点，同时无励磁损耗。但是传统的带位置传感器无刷直流电机调速系统中的转子位置传感器因其相对昂贵的价格和安装不便等因素极大的限制了无刷直流电机的应用领域。近30年来国际上一直致力于无位置传感器无刷直流电机调速系统的研究和开发，并已经取得了一定的成果，但是仍存在一定的问题有待突破，如调速范围小，控制精度差等。本文结合无刷直流电机的研究历史与现状，概括了无刷直流电机无位置传感器控制技术的发展状况。针对基于虚拟中性点电位的无位置传感器控制系统的开发实现进行了较为详尽的探讨。深入分析了120°电角度导通PWM调制控制方法下，如何通过并联于星型电机绕组的一个星型电阻网络中性点(虚拟中性点)电位相对逆变器直流侧中点电位的电压来提取换相信息，并以此作为无刷直流电机转子位置的检测方法。详细描述了基于虚拟中性点的无刷直流电机无位置传感器的硬件实现方法。笔者分别从微控制器、三相功率驱动芯片和功率开关器件选择的三个角度描述了系统的硬件设计。对换相过程和PWM调制对虚拟中性点电位信号的影响作了较为深入的理论分析，并通过设计滤波器电路对虚拟中性点信号进行处理以获得准确的换相信息。另外，笔者在电路设计过程当中，针对存在的电磁干扰问题，提出了电路板硬件布局和布线中需要注意的问题。介绍了如何利用MATLAB/RTW实时代码工作空间将数字控制器的Simulink仿真模型自动实现为针对英飞凌C164CI微控制器的嵌入式系统C代码并编译下载。并将其应用到无位置传感器无刷直流电机闭环控制系统的开发中。4.学位论文傅颖采用新型变换器的永磁无刷直流电机无位置传感器调速系统的研究2000该文介绍一种采用新型变换器的永磁夫刷直流电机调速系统,它以C-dump变换器代替传统的三相全桥逆变器,简化了主电路的结构,从根本上消除了直通的可能.文中详细分析了采用C-dump变换器的永磁无刷直流电机调速系统的工作原理和变换器主要参数设计方法;讨论了电机绕组互感对系统运行特性的影响;研究了造成电机转矩脉动的原因,提出了减小转矩脉动的措施.论文还将采用C-dump变换器的无刷直流电机系统与传统的无刷直流电机系统进行了比较.该文介绍了一种实现无刷直流电机无位置传感器控制的新方法--比例三角形积分法,该方法具有位置信号相角误差小、低速鲁棒性较强的优点,可使系统在较宽调速范围内运行.该文最后介绍了试验装置的硬件设计,实验结果表是系统可在较宽的速度范围内稳定工作,并具有较好的运行性能,同时也进一步验证了该文理论分析和数学仿真的正确性.5.学位论文张茂华无位置传感器永磁无刷直流电机的直接转矩控制研究2007永磁无刷直流电机以其效率高、噪音低、易维护等优点在工业控制的各个领域得到了越来越广泛的应用。由于位置传感器的存在，使得传统的永磁无刷直流电机在许多场合无法使用，而且由于多种因素，永磁无刷直流电机不可避免的存在转矩波动，使其在高精度伺服系统中的应用受到限制。因此，无位置传感器技术和转矩波动的抑制成为了永磁无刷直流电机的两大研究热点。直接转矩控制技术是上个世纪80年代中期提出的一种高性能交流调速方法，具有控制结构简单、动静态性能良好、转矩响应迅速、鲁棒性强等一系列优点。它直接在定子坐标系下观测电机的磁链、转矩，并将此观测值和给定值进行比较，差值经滞环控制器得到相应的控制信号，再综合当前的磁链状态来选择相应的电压空间矢量，实现对电机转矩的直接控制。它实际上是一种转矩反馈控制方法，因而对转矩的控制效果好、响应快，是解决永磁无刷直流电机转矩波动问题的一种很有前途的方法。本文研究将直接转矩控制方法用于永磁无刷直流电机的控制，以利用其对转矩控制的高动态性达到抑制转矩波动的目的。此外，为了实现永磁无刷直流电机无位置传感器控制下的低转矩波动运行，本文对无位置传感器控制策略下的直接转矩控制技术进行了研究，并以反电势法为例，实现了永磁无刷直流电机的直接转矩控制与无位置传感器的双重控制。同时，针对反电势法起动困难的问题，本文在前人工作的基础之上，结合直接转矩控制的特点，提出了一种改进的起动方法，为电机的可靠起动奠定了基础。最后，本文介绍了基于MSP430F149单片机的永磁无刷直流电机控制系统，并以此为平台，对本文提出的方法进行了实验论证，给出了相关的实验结果。6.学位论文刘伟无位置传感器永磁无刷直流电机的DSP控制2007无位置传感器无刷直流电机正以其优越的性能而得到越来越广泛的应用。本论文的研究目的是在没有转子位置传感器的前提之下，设计一种检测转子位置的方法，并以当前性能较高的TMS320CF2812型号DSP芯片为核心，建立电机控制系统，使电机在较大转速范围内实现对绕组电流的正确换向，从而实现电机的正常运行；并以DSP芯片的高速运算性能为基础，研究对电机转速的复杂控制。本文综合考虑了多种转子位置的检测方法，采用“反电势法”来对转子位置进行检测。因为电机在运行的起始阶段，转速很低，无法检测到反电势信号，因此本系统采用“三段式起动法”来起动电机，当电机达到一定转速后，由外同步运行转换到自同步运行。为了得到电机的反电势信号，本系统将电机三相绕组的电压信号引出，设计滤波电路对三相电压信号进行滤波，转换成TTL电平后输出到DSP芯片，在芯片内部经过程序处理，输出换向信号，通过驱动电路，实现电机的正常运转。严格说来，BLDC系统是一个参数未定的非线性时变系统，传统的PID控制方法难以克服模型参数的大范围变化和非线性因素带来的影响，而单纯的模糊控制又难以消除稳态误差，因此本论文采用模糊自整定PID控制策略，当系统的运行参数发生改变时，控制系统可以在线调整PID的相应控制参数，实现PID控制的参数自整定。本文采用Matlab/Simulink仿真软件对系统进行仿真，利用三个模糊控制规则库和Mamdani方法来设计模糊控制器，此模糊控制器是一个双输入三输出的结构，三个输出分别控制PID控制器的比例、积分和微分参数，二者合成模糊自整定PID控制单元，最终实现对被控对象的控制。实验及仿真表明，利用“反电势法”可以实现电流的正确换向，驱动电机正常运转，从而代替用霍尔位置传感器进行转子位置检测的传统方法，充分发挥无位置传感器无刷直流电机的