基于迭代学习的无刷直流电机换相转矩脉动抑制

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无刷直流电机(BLDCM)是以电子换相代替机械换相的直流电机。它既有直流电机较好的起动和调速性能的特性,又有交流电机结构简单,运行可靠,维护方便的优点。而且成本低廉,控制简单,系统开发周期短,因而被广泛应用于各行各业。但由于无刷直流电机特殊的结构和控制方式,造成难以克服的转矩脉动问题,使其无法满足一些精度要求较高的场合。对于一台制造良好的无刷直流电机,其由于电机本体结构造成的转矩脉动均较小,而换相造成的转矩脉动约为平均转矩的50%左右。因此,本文针对无刷直流电机换相转矩脉动如何抑制的问题,开展了相关的研究工作。  为抑制引起转矩脉动的主要因素换相转矩脉动。首先,通过对换相过程的分析和换相电流的计算,得到换相电流与转矩脉动的关系,可知,换相转矩脉动其实就是换相电流脉动,而电流脉动可通过对三相桥式逆变电路的供电电压补偿来抑制。其次,根据迭代学习算法极为简单,在一给定的时间区域内,能够以给定精度使被控对象跟踪某一期望轨迹,且对有非线性、不确定性、干扰性及重复运动性质的控制对象很适用的特点,设计了基于迭代学习的换相转矩脉动抑制策略。  在Matlabsimulink平台上搭建基于迭代学习的无刷直流电机仿真模型,并分别设计了加电压控制与未加电压控制和开、闭环迭代P型的仿真对比实验,验证了该抑制策略的有效性。  最后,为进一步验证该抑制策略的有效性搭建了实时系统平台,包括系统硬件和软件设计。实现了对电机的双闭环控制,采用常规PID算法进行速度控制,并采集了速度和电流数据。
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