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传统的直流电机一直在电机驱动系统中占据主导地位,但由于其本身固有的机械换向器和电刷导致电机容量有限、噪音大和可靠性不高,因而迫使人们探索低噪音、高效率并且大容量的驱动电机。随着电力电子技术和微控制技术的迅猛发展而成熟起来的无刷直流电机具有体积小、重量轻、效率高、噪音低、容量大且可靠性高、无励磁损耗,又具备直流电动机的运行效率高、调速性能好等诸多特点,故在当今国民经济各个领域的应用日益普及。
本文设计了基于DSPTMS320LF2407A芯片的永磁无刷直流电动机的控制系统,将模糊控制与PI控制两者结合起来,提出了一种基于DSP的无刷直流电动机模糊PI控制,使无刷直流电动机的控制系统既具有模糊控制灵活而适应性强的优点,又具有PI控制精度高的特点,能明显改善系统的静态和动态性能,有较好的控制结果,并给出了仿真结果。
本文的主要研究工作包括以下几个方面:
从电机本体和控制角度出发,阐述了无刷直流电机在实际应用中存在的电磁转矩脉动以及无传感器转子位置检测问题,并分析了解决方法。
其次,本文对无刷直流电动机的工作原理进行了分析,建立了三相无刷直流电动机的数学模型,提出了模糊PI控制器实现对无刷直流电动机调速系统进行设计,并利用MATLAB/SIMULINK建立了三相无刷直流电动机的控制系统仿真模型。
最后,以TI公司生产的TMS320LF2407A数字信号处理器作为整个控制电路的核心芯片提出了无刷直流电动机控制系统的软硬件设计方案。