无刷直流电机直接转矩控制技术的研究

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1、分类号UDC密级编号专业硕士学位论文无刷直流电机直接转矩控制技术的研究ResearchondirecttorquecontrolforbrushlessDCmotor学位申请人：田文慧指导教师：张雷副教授合作教师：傅存法教授级高工专业领域：电气工程学位类别：工程硕士2015年05月独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料

2、。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：摘要摘要无刷直流电机的转速调节特性较好、效率高、体积较小、结构简单、噪音低，这些优点使得其在实际生产中的使用越来越广泛。不过，无刷直流电机在使用的过程中转矩脉动较大，这一缺点限制了其在某些高要求场合的使用。另外，无刷直流电机内部安装有位置传感器也影响了其性能。针对上述问题，本文将直接转矩控制技术引入到无刷直流电机的控制中，以此来减小转矩的脉动，并且通过反电动势法来对电机的转子位置信号进行检测，实现无位置传感器技术的研究

3、。直接转矩控制是在定子坐标系下对电机的转矩和磁链进行观测，并与给定的数值进行比较，两者的差值经过滞环调节器的控制，输出相应的信号，然后再结合定子磁链所处的状态来选择正确的电压空间矢量，对转矩进行直接控制。在对无刷直流电机进行直接转矩控制时，传统的PID控制很难自动寻找合适的参数，达不到所需的效果。另外，用自适应的方法对无刷直流电机这样一个多变量、强耦合的非线性系统进行控制，在实时性和准确性上存在一定的问题。模糊控制在使用的时候，被控对象的参数和结构可以是未知的或者存在不确定性，但是其控制规则一般情况下都是由专家经验而

4、定，会有很大的主观性。本文综合考虑了这几种控制算法之后，在克隆选择算法的基础上加入多目标策略，通过对模糊控制器的控制规则进行优化，来寻取PID参数的最优值。本文以MATLAB作为仿真平台，在Simulink中分模块的搭建了包含电机本体、滞环比较、扇区选择等在内的无刷直流电机直接转矩控制的仿真模型，从仿真试验中可以看出：优化之后的模糊控制器，能够更好的控制直接转矩系统，使其上升时间减小、实现无超调并能快速的达到稳定等，在一定程度上减小了无刷直流电机的转矩脉动。文章的最后设计了以DSPTMS320F2812为核心的无刷直

5、流电机直接转矩控制系统的各部分硬件电路，并给出了系统的软件流程图。关键词：直接转矩控制；无刷直流电机；无位置传感器；模糊控制；克隆选择算法；TMS320F2812论文类型：研究类选题来源：学校自选项目IABSTRACTABSTRACTThebrushlessDCmotor(BLDCM)cameintowidespreaduseinindustrialproductionduetoitsgoodspeedperformance,highefficiency,smallsize,simplestructureandlow

6、noise.However,becauseofthegreattorqueripple,therearelimitationsinsomeapplicationsforthedemandofhighprecisionconditions.Besides,thepositionsensorpartalsohavingadetrimentaleffectontheperformanceoftheBLDCM.Aimingattheseproblems,thedirecttorquecontrolhasbeenusedtoc

7、ontroltheBLDCMtoreducethetorqueripple.AnditgetstheaccuraterotorpositionofsensorlessBLDCMbyusingthemethodcalledzero-crossingmethodofbackEMF.DTCcanobservethetorqueandfluxlinkagetogetherofthemotor,andcomparesthevaluesinrealtimewiththeobservedvalues.Thenthecontrols

8、ignalisobtainedbysendingthedeviationsignaltothehysteresiscontroller.Finally,basedonthefluxlinkandthecontrolsignal,choosethepropervoltagespacevectortocontrolthetorquedirectly