【硕士论文】基于DSP的稀土永磁无刷直流电机控制系统.pdf

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1、摘要摘要稀土永磁无刷直流电机具有诸多优良特性，因此在工业调速和伺服领域应用广泛。本课题的主要任务是实现了一套基于ADsP平台的高速无刷直流电机控制装置，并着重分析了其系统调试结果。本文提出了一种基于ADsP芯片的控制系统方案，该方案选用高性能处理芯片ADsP一21992，适用于高速无刷直流电机控制，同时采用电流、转速双闭环控制，使得系统具有良好的动、静态性能。论文阐述了该系统的主要构成和设计思路，对控制系统主要硬件电路模块的设计及其功能、重要元器件选择等作了详细叙述。软件方面则简单介绍了ADsP的软件开发平台ⅥsualDsP++，并对本系统的换相策略、数字PI

2、调节器、PwM调制方式等部分的设计及软件实现作了重点阐述。在完成了整个控制系统的硬件及主要软件部分设计的基础上，本文将其应用在一台车用永磁无刷直流电动机上，分别进行了不同PwM频率时全桥调制、不对称半桥调制和对称半桥调制方式下的运行实验，对实验结果作了对比分析，并据此对高频调制、最佳PwM频率等问题作了初步探讨，在此基础上提出了系统的改进建议。【关键词】永磁无刷直流电机控制系统PwMDsPABSTRA(jrABSTRACT111econⅡolsystemofrare—earmpe瑚anent瑚gIletbnlshlessDcmo七or(PMBLDcM)hase

3、xtensiveapplicationsinindustryservos”tema11dspeedreglllatioⅡsystemduetoitsexcellentperfomlaTlces．T1lisdissertadonisfbcusedonacontrolschemeforhigh—speedPMBLDCMbasedonADSPplatfoml，a11dthesystemdebuggingisdesc—bedindetail．Thepaperpresen话aspeedregIllations”tenlus吨ADsPThehi曲perfbrIIlance

4、ofADSP一21992makesthesystemfeasibleforhigh-speedBLDCMcontrol，a11dthedouble—close—loopcontr01mategyendows血esysternwimexcellentsta廿ca11ddyllaIIlicperfomlance．Tben，也et11esiselaboratesmedetaileddeslgnofmecontmlscheIlle，i11cludingnledesignofthemaincircllits，mech01ceof血eICs，aI】dthereali髓石0

5、nofdigitalPIregulators，diff啦ntPWMstrategies，etc．Af【ercompletil培血ewh01edesignofhardwareaIldsoRware，thespeedregul“onsystemisappliedtoaBL￡}CMforvellicles．Accordingt0di施rentPWM如quencies，ttlreegroupsofexperiments盯edoneaI】dtheeXperimentalresultsaremeorcticallya11alyzedandcontrasted．Beside

6、s，thebestPWM丘equcncyisstIldiedatmelastpanofthepapeLaIldalsosome砷proVedsuggestionsarepresemedai而ngatthoseproblemsexist．mgin山efo珊erdesigns．【Keywords】PemanentMagnetBrLIshlessDcMot0“PMBLDcM)，comrolsystem，PwM，DSPII东南大学硕士学位论文绪论绪论§O．1无刷直流电机概述长久以来，电动机作为机电能量转换装置，其应用已遍及国民经济各领域及人们的日常生活。其中，相对于目

7、前应用最为广泛的感应电机，直流电机具有运行效率高，调速性能好等诸多优点，但传统直流电机采用电刷机械换相，由此带来的机械摩擦、火花、电磁干扰、高成本、维修困难等缺点，限制了其应用范围。随着霍耳位置传感器的使用，半导体功率器件性能的不断提高，以及钕铁硼等高性能永磁材料成本的降低，一种采用高性能永磁材料代替外加励磁、以电子换相代替电刷机械换相的新型直流电机一一稀土永磁无刷直流电机(Rare—eamlPerIIlanemMa船etBnlshlessDcMotor，以下简称BL，DcM)迅速发展起来。无刷直流电机转子上安装永磁体产生主磁场，电枢绕组安装在定子上，采用多相

8、形式，在控制电路作用下，由直流电源经电