基于dsp的无刷直流电机调速系统的设计

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1、分类号：TP273密级：不保密UDC：62学校代码：11065硕士学位论文基于DSP的无刷直流电机调速系统的设计王艳指导教师王毓顺副教授学科专业名称控制科学与工程论文答辩日期2016年5月25日摘要无刷直流电机具有体积小、重量轻、可靠性高的优点，因此在很多领域被广泛的应用。由于无刷直流电机采用电子换相方式，虽然可以解决有刷直流电机因机械换相而带来的一些问题，但是在无刷直流电机运行时存在转矩波动，因此会影响整个调速系统的性能。本课题以无刷直流电机为被控对象，对基于DSP的的无刷直流电机控制系统进行研究。传统PID控制算法对线性时不变系统有较好的控制效果。模糊控制P

2、ID控制算法对非线性时变系统可以很好地达到控制效果。本文选用模糊控制PID的控制算法，以无刷直流电机为被控对象，分析其双闭环控制系统。本文首先介绍了无刷直流电机的发展背景及其结构和工作原理，并分析了电机的数学模型。然后介绍了模糊控制原理及模糊PID控制方法，用此方法来改善电机的调速性能。在MATLAB/SIMULINK仿真环境下搭建无刷直流电机的调速数学模型，运用模糊PID算法进行调节，分析仿真结果，验证该方法的可行性。基于TMS320F28335为控制芯片，完成无刷直流电机调速系统的硬件电路和软件电路的设计。硬件电路包括控制电路、驱动电路、检测电路、过流过压保

3、护电路等。软件部分主要包括主程序、中断子程序。中断子程序给出了捕获中断、AD采样中断、定时中断和保护中断的流程图最后，在实验平台进行调试并分析实验结果。关键词：无刷直流电机；模糊PID控制；DSP；调速系统AbstractBrushlessDCmotorisofsmallsize,lightweight,highreliabilityadvantageswhenitoperating,soitiswidelyusedinmanyareas.ThebrushlessDCmotoruseelectroniccommutationmode,itcansolvesome

4、problemsduetomechanicalbrushDCmotorcommutation,thepresenceofthetorquerippleintherunningbrushlessdcmotor,thetorqueripplecanaffecttheentirespeedregulatingsystemperformance.ThetopicchoosesbrushlessdcmotorandstudythebrushlessdcmotorcontrolsystembasedonDSP.TraditionalPIDcontrolalgorithmha

5、sgoodcontroleffectonlineartime-invariantsystem.FuzzycontrolPIDcontrolalgorithmcanhavegoodcontroleffectontime-varyingnonlinearsystem.ThetopicchoosesfuzzycontrolPIDcontrolalgorithmandbrushlessDCmotor,andanalyzesitsdualclosed-loopcontrolsystem.Thispaperintroducesthedevelopmentbackground

6、andworkingprincipleofthebrushlessDCmotor,andanalyzeitsmathematicalmodel.ThepaperalsointroducestheprincipleoffuzzycontrolprincipleandfuzzyPIDcontrolmethod,usethismethodimprovingtheperformanceofthemotor.BuildamathematicalmodelofbrushlessDCmotorinMATLAB/SIMULINKsimulationenvironment,usi

7、ngthefuzzyPIDalgorithmtoadjustthesimulationandanalyzeresult,verifythefeasibilityofthemethod.BasedonTMS320F28335chipcontrol,completethebrushlessDCmotorspeedcontrolsystemdesignofhardwarepartandsoftwarepart.Thehardwarepartincludescontrolcircuit,drivercircuit,detectingcircuit,over-curren

8、tprotectionc