基于DSP无刷直流电机控制系统的设计与仿真-毕业设计论文

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1、基于DSP无刷直流电机控制系统的设计与仿真BLDCMotorControlSystemDesignandSimulationBasedonDSP摘要无刷直流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等诸多优点，使其在当今众多高新尖科技领域中获得了良好的应用前景。本文主要研究以下几个方面：如何实现无刷直流电机控制系统平稳起动，如何基于微控芯片DSP进行无刷直流电机硬件控制系统设计以及无刷直流电机仿真技术的研究与实现。本文对永磁无刷直流电机的基本结构、工作原理、数学模型等进行深入分析，并对目前无刷直流电机常用的控制方法进行比较和分析，确定了以脉宽调制（PWM）技术方法为控制无

2、刷直流电机控制原理；根据控制系统的控制性能要求及无刷直流电机的特点确立以TMS320F2812控制芯片作为整个硬件系统的控制核心，利用TMS320F2812芯片产生的PWM波实现对无刷直流电动机的控制，使控制系统具有良好的调速性能、实现快速起动、系统稳定且具有较宽的调速范围等优点。不但简化了控制系统的外围设备、有效地降低了系统的功耗，而且提高了系统的准确性和实时性，获得了更好的控制效果，具有广泛的应用范围。然后，本文根据该设计方案完成了整个控制系统的硬件和软件设计工作。文中详细阐述了TMS320F2812的最小系统及其外围电路等多个电路的设计，并以CCS3.3(C

3、odeComposerStudio3.3)为软件调试平台，从无刷直流电机控制思想出发，采用模块化编程，分别对系统的主程序、子程序以及控制算法进行了设计与说明。在进行无刷直流电机控制系统仿真技术研究中，详细阐述了模糊控制算法及模糊推理过程、模糊-PID控制器的设计步骤及使用对象；针对无刷直流电机多变量、时变性、非线性以及强耦合特性等，为了提高无刷直流电机的控制性能，提出了基于模糊自适应PID控制方案与基于微粒群优化算法(PSO)的自适应模糊PID控制方案两种设计方面。同时，详细介绍了基于群体智能的优化算法，该算法具有算法简洁、易于实现等优点，能够在实现复杂的解空间中

4、寻找最优解优点。文中对如何将PSO算法实现于模糊控制器的优化设计进行原理阐述，使控制系统能够在线自动调整模糊控制器的量化因子、和比例因子，进而调整PID的三个参数称、、较好地实现系统快速、无超调的动态性能。在MATLAB/SIMULINK环境下采用模块建立无刷直流电机功能模块，主要由无刷电机模块、PWM波调节模块、PSO算法S函数编写、模糊PID控制模块等部分组成；再进行功能模块的有机结合，搭建了无刷直流电机系统的仿真模型。仿真结果证明了基于PSO参数自整定模糊-PID控制的有效性，同时验证了该方法具有响应速度更快、超调更小、稳定性及跟踪性能强的特点，明显优于传统

5、的PID控制和自适应模糊PID控制算法。这样既验证了控制算法理论的合理性，又节约了成本，缩短了产品的开发周期，为无刷直流电机控制的设计开发提供了较好的方法。关键词：模糊PID控制器；DSP控制系统设计；PSO算法；无刷直流电机论文类型：应用研究AbstractBrushlessDCmotordoesnotonlyhavesimplestructure，reliableoperation，easymaintenanceadvantages，butalsoissameasDCmotorhashighefficiency，noexcitationlossandspeed

6、performanceadvantages，hasgoodapplicationprospectsinthefieldofscienceandtechnology.Thisarticlestudiesthefollowingaspects：howtoimplementabrushlessDCmotorcontrolsystemsmoothstart，howtodesignbrushlessDCmotorcontrolsystemofhardwarebasedonmicrocontrollerchipDSPandimplementsimulationtechnolo

7、gyofbrushlessDCmotor.First，learningthepermanentmagnetbrushlessDCmotor'sbasicstructure，workingprinciple，mathematicalmodelingandsoon，andanalyzingthecurrentcontrolmethodsofbrushlessDCmotorcommonlyused.Alsotodeterminethepulse-widthmodulation(PWM)methodsforthecontrolofbrushlessDCmotorcontr

8、olthe