基于ARM的电动汽车空调用无刷直流电机控制系统研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dahar005
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由于汽车工业开始倡导电能驱动、绿色可持续的发展理念,为降低燃油汽车对环境的污染,发展新能源电动汽车成为了未来的发展方向。汽车空调作为汽车系统重要的辅助设备,而使用异步电机或有刷电机作为驱动的传统汽车空调系统,难以满足新能源汽车电动空调电机驱动的发展要求。目前,电动汽车无法使用燃油发动机提供动力源给电动空调驱动,由于不再从发动机获取动力,因此需要研究其他方式驱动车载电动空调,本论文为针对这个实际问题进行研究,研发出可用于电动汽车空调的无刷直流电机控制系统。首先,结合无刷直流电机控制系统基本原理建立数学模型,然后推导出电机控制的传递函数,并确定无刷直流电机控制系统方案。其次,针对在震动、高温等恶劣工作环境下位置传感器信号不准的缺陷,电机控制采用无位置传感器控制技术,简化机械结构,提高空调压缩机的运行性能。通过结合模糊控制理论与传统PID控制优点,完成模糊PID控制器以及控制系统转速环、电流环的设计。使用MATLAB/Simulink搭建无刷直流电机控制系统仿真模型,仿真结果表明基于模糊PID的电机控制系统中超调量小于1%,响应时间在0.014s内就达到参考转速,且对于突加扰动时,恢复时间更快,系统具有更强的鲁棒性,优于传统PID算法。最后,采用ARM(STM32)芯片为核心,利用Altium Designer软件设计无刷直流电机控制系统硬件原理图和绘制电路板,基于模块化设计思想完成系统软件程序设计,并利用库函数功能,提高程序开发效率。在软硬件联合调试的基础上,进行实验,结果表明,基于模糊PID控制算法的无刷直流电机控制系统在三段式启动方法下,能够准确切换到闭环控制模式,保证电机能够顺利平稳的运行,达到预期效果。
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