本文關(guān)鍵詞：無刷直流電機調(diào)速模糊等組合控制策略研究與實現(xiàn)

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【摘要】：無刷直流電機(BLDCM)具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、運行效率高、調(diào)速性能好等優(yōu)點,因此在工業(yè)各領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著計算機和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展壯大,無刷直流電機控制問題具有重大的研究意義。本文以無刷直流電機作為研究對象,深入研究無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)控制算法設(shè)計。本文對無刷直流電機的基本組成結(jié)構(gòu)以及其工作原理作出了介紹,針對傳統(tǒng)PI算法對無刷直流電機控制不足的問題,提出用廣義預(yù)測算法(GPC)優(yōu)化PI控制的方法,彌補了PI控制精度差、響應(yīng)慢等問題。廣義預(yù)測優(yōu)化PI的方法,一定程度上解決了無刷直流電機轉(zhuǎn)速環(huán)在PI控制下魯棒性能差的問題。但當(dāng)廣義預(yù)測在線計算量急劇增加時,對控制系統(tǒng)控制的實時性下降,基于此,本文提出將模糊控制思想與PI預(yù)測函數(shù)(PIPFC)控制方法相結(jié)合,推導(dǎo)出一種基于模糊的PIPFC控制算法。并將此方法引入無刷直流電機轉(zhuǎn)速環(huán),實現(xiàn)控制應(yīng)用。在Matlab軟件平臺上,基于Simulink的實驗環(huán)境,搭建無刷直流電機整個系統(tǒng)仿真模型。本文采用的是雙閉環(huán)控制系統(tǒng),其中內(nèi)環(huán)為電流環(huán),外環(huán)為速度環(huán)。用C語言編寫控制算法m文件并封裝為轉(zhuǎn)速控制器模塊置于轉(zhuǎn)速環(huán)節(jié)實現(xiàn)調(diào)速。在模糊PIPFC控制時,利用軟件中所具備的模糊控制工具箱這一功能,選擇隸屬函數(shù)、設(shè)定論域范圍、建立模糊控制規(guī)則以及編寫模糊控制語句。運用設(shè)計的控制器對無刷直流電機進行仿真實驗,分別在給定轉(zhuǎn)速與外加突變環(huán)境下對系統(tǒng)進行仿真。仿真結(jié)果表明,在廣義預(yù)測優(yōu)化PI控制與模糊PIPFC控制算法控制下的電機響應(yīng)時間短、超調(diào)量很小,抗干擾能力較強,具有一定的控制品質(zhì)。最后介紹了DSPTMS320F28335實驗仿真平臺的軟硬件,在此平臺上實現(xiàn)了傳統(tǒng)PI、廣義預(yù)測優(yōu)化PI、模糊PIPFC等控制算法對電機的調(diào)速控制。在空載實驗條件下,實驗結(jié)果表明,本文提出的算法,響應(yīng)速度快且能夠較為平穩(wěn)地實現(xiàn)控制,系統(tǒng)的超調(diào)小,滿足對無刷直流電機系統(tǒng)控制的要求。
【關(guān)鍵詞】：無刷直流電機 PI控制 預(yù)測控制 模糊控制 DSP
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM33;TP273
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 電機的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 控制策略研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 預(yù)測控制的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 無刷直流電機工作原理及數(shù)學(xué)模型17-23
• 2.1 無刷直流電機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)17-19
• 2.2 無刷直流電機的工作原理19-20
• 2.3 無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.3.1 電壓方程20-21
• 2.3.2 電磁轉(zhuǎn)矩方程21-22
• 2.3.3 無刷直流電機速度表達式22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 無刷直流電機調(diào)速控制策略23-44
• 3.1 控制算法概述23-29
• 3.1.1 PI算法23-24
• 3.1.2 廣義預(yù)測控制算法24-25
• 3.1.3 預(yù)測函數(shù)控制算法25-27
• 3.1.4 模糊控制算法27-29
• 3.2 廣義預(yù)測優(yōu)化PI算法與實現(xiàn)29-34
• 3.2.1 算法設(shè)計29-32
• 3.2.2 無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)32-33
• 3.2.3 無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)Matlab仿真33-34
• 3.3 模糊PI預(yù)測控制算法設(shè)計與實現(xiàn)34-43
• 3.3.1 算法設(shè)計34-37
• 3.3.2 無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)Matlab仿真37-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 系統(tǒng)軟硬件介紹設(shè)計44-58
• 4.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)44-45
• 4.2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計45-50
• 4.2.1 電源電路45
• 4.2.2 驅(qū)動電路45-46
• 4.2.3 檢測電路46-49
• 4.2.4 系統(tǒng)可靠性設(shè)計49-50
• 4.3 系統(tǒng)軟件開發(fā)50-55
• 4.3.1 DSP開發(fā)環(huán)境和流程50-52
• 4.3.2 控制系統(tǒng)主程序52
• 4.3.3 中斷服務(wù)子程序52-55
• 4.4 轉(zhuǎn)速環(huán)控制方法設(shè)計55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 系統(tǒng)實驗與結(jié)果分析58-65
• 5.1 實驗軟硬件準(zhǔn)備及具體設(shè)備58-61
• 5.1.1 系統(tǒng)實驗硬件及實物圖58-61
• 5.1.2 實驗具體設(shè)備61
• 5.2 實驗結(jié)果分析61-64
• 5.3 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 全文總結(jié)65-66
• 6.2 研究展望66-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71-72
• 作者介紹和攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果72

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1 邱建琪,史涔n，

本文編號：660405