基于armcortex无刷直流电机无位置传感器技术地研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonSensorlessControlofBrushlessDCMotorbasedonARM-CortexcontrollerAThesisinElectricalEngineeringbyMaXiaohanAdvisedbyProf.DengZhiquanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMast

2、erofEngineeringMarch,2014万方数据承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要位置传感器给无刷直流电机带来了诸如安装精度要求高、易受干扰、潮湿等

3、特殊环境下应用受限等问题，采用无位置传感器技术有助于进一步拓展永磁无刷直流电机在伺服系统、电动车辆、航空航天等领域的应用。本文采用ARM全数字控制平台研究了无刷直流电机无位置传感器控制技术。研究了基于坐标变换的无位置传感器技术，通过控制坐标系的旋转角度实时补偿RC滤波器的相角偏移。以坐标变换基本原理为基础，分析并推导了角度微分法转速估算方法，该方法有效提高了转速估算的实时性，但其计算量较大。为进一步简化程序，提出了波形微分算法。针对以上两种方法在低速时估算幅值不准确问题，研究了正弦幅值转速估算方法，使得低速时转速估算值更为准确。针对无位置传感器的永磁无刷直流电机开环起动转矩脉动大、

4、起动成功率低的问题，分析了基于三三导通三相逆变器的空间电压矢量调制（SVPWM），并推导了三相星型连接下的定子合成磁势矢量与电流最大相磁势矢量的关系。在此基础上，提出了一种在前级增加定子磁势调节的起动控制策略并对其进行简化。该起动算法不依赖于电机转子结构，并有效控制了起动电流大小和抑制了起动转矩脉动，电机开环起动性能比传统的I/f恒流升频起动显著提高。利用MATLAB/Simulink建立了系统的仿真模型，对控制系统速度闭环策略以及无位置传感器控制策略进行了仿真验证。最后，介绍了系统软硬件的实现方案和调试过程。实验结果验证了上述理论和仿真分析的正确性。关键词：无刷直流电机，无位置传

5、感器，坐标变换，定子合成磁势控制，SVPWM起动，转速实时估算i万方数据无刷直流电机无位置传感器技术研究AbstractSincepositionsensorscanbringinmanyproblems,suchasincreasingthedifficultyofinstallation,easilygettingdisturbed,becomingrestrictedonsomespecialoccasions,technologyofsensorlesscontrolwillfurtherwidentheapplicationofbrushlessDCmotor(BLDCM

6、)inservosystems,electricvehicles,aerospaceandsoon.ThepaperfocusesonsensorlesscontrolofBLDCMbasedonanARM-Cortexcontroller.Thepaperstudiessensorlesscontrolonmiddle-highspeedbasedoncoordinatetransformation,whichrealizesreal-timecompensationofphaselagofRCfilterviaadjustingtherotatingangleofthecoor

7、dinate.Onthebasis,thepapercontinuestostudythespeedestimationmethodbycalculatingthedifferenceofangletotime,whichimprovesthereal-timeperformancebutneedsmassivecomputation.Inordertosimplifycalculatingprocess,anoptimizationismadebyreckoning