本文關(guān)鍵詞：基于CAN總線的三相無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計與研究

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【摘要】：無刷直流電機(Blushless DC Motor)是近年來發(fā)展起來的一種新型的直流電機。無刷直流電機的發(fā)展與電力電子技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。無刷直流電機不僅使用壽命長、調(diào)速性能優(yōu)越、運行效率高,同時還具有機械結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠等一系列優(yōu)點。故被廣泛運用在汽車工業(yè)、造紙工業(yè)、精密機床工業(yè)、醫(yī)療器械等眾多生產(chǎn)部門。本文首先研究了無刷直流電機理論,建立其數(shù)學模型,提出了一種無刷直流電機控制系統(tǒng)的建模仿真方法。在MATLAB/Simulink環(huán)境中,使用Simulink所提供的模塊搭建直流無刷電機仿真模型。整個系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制。速度環(huán)采用了一個離散的PI控制器,電流控制器基于滯環(huán)電流跟蹤型PWM逆變器原理實現(xiàn)。仿真結(jié)果與理論分析是一致的,為實際的控制系統(tǒng)設(shè)計提供了良好的理論依據(jù)。其次,對無刷直流電機控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計進行了詳細的介紹。硬件設(shè)計包括以TI公司的DSP28035為核心的控制板和以IXYS公司的功率MOSFET管IXFH150N17T為核心的驅(qū)動板。詳細介紹了DSP最小系統(tǒng)以及外圍通訊電路、逆變電路、MOSFET驅(qū)動電路以及保護電路的功能和設(shè)計思路。軟件設(shè)計采用基于模型的設(shè)計方法�；谀Ｐ驮O(shè)計是一種高效,靈活的設(shè)計方法。利用開發(fā)工具MATLAB、Simulink、Stateflow、 Real-Time Workshop實現(xiàn)系統(tǒng)的算法模型,算法模型經(jīng)驗證后可由RTW直接生成嵌入式代碼,經(jīng)過少量代碼微調(diào)即可下載到DSP中運行。設(shè)計者只需關(guān)注控制算法的設(shè)計而不用進行繁瑣的編程工作。采用基于模型的設(shè)計方法不僅保證了代碼的可靠性和高效性,而且降低了開發(fā)難度和開發(fā)周期。最后,使用上位機軟件對CAN總線的信號進行了簡單的標定,并且測量了電機運行過程中實際的PWM信號波形,證明了本文所提出的控制策略的正確性和可行性,達到了預(yù)期的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：無刷直流電機 基于模型設(shè)計 DSP Matlab
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP273;TM33
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景與意義8-10
• 1.2 無刷直流電機控制方法及研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 有位置傳感器無刷直流電機控制方法11
• 1.2.2 無位置傳感器無刷直流電機控制方法11-12
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容12-14
• 2 三相無刷直流電機控制系統(tǒng)理論研究14-24
• 2.1 無刷直流電機的結(jié)構(gòu)14-15
• 2.1.1 電機本體結(jié)構(gòu)14
• 2.1.2 轉(zhuǎn)子位置傳感器14-15
• 2.1.3 三相逆變電路15
• 2.2 無刷直流電機工作原理15-19
• 2.2.1 無刷直流電機導通方式15-17
• 2.2.2 無刷直流電機換相原理17-19
• 2.3 無刷直流電機數(shù)學模型19-23
• 2.3.1 三相端電壓方程19-20
• 2.3.2 反電勢方程20-21
• 2.3.3 電磁轉(zhuǎn)矩方程21
• 2.3.4 運動方程21
• 2.3.5 機械特性方程21-22
• 2.3.6 無刷直流電機啟動特性分析22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 無刷直流電機控制系統(tǒng)仿真研究24-33
• 3.1 無刷直流電機仿真模型建立24-30
• 3.1.1 無刷直流電機本體模塊建立及其封裝24-26
• 3.1.2 無刷直流電機反電勢計算模塊26-27
• 3.1.3 電磁轉(zhuǎn)矩計算模塊27-28
• 3.1.4 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置計算模塊28-30
• 3.2 仿真結(jié)果及分析30-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 4 無刷直流電機控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計33-55
• 4.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計33-45
• 4.1.1 車用無刷直流電機控制器需求分析33-34
• 4.1.2 無刷直流電機控制器電路設(shè)計34-45
• 4.2 基于模型的軟件設(shè)計45-54
• 4.2.1 開發(fā)工具及開發(fā)流程45-48
• 4.2.2 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)48-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 5 總結(jié)與展望55-56
• 6 參考文獻56-63
• 7 致謝63-64
• 附錄164-66
• 附錄266-67

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本文編號：840631