基于DSP的无刷直流电机控制器的设计

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1、基于DSP的无刷直流电机控制器的设计摘要无刷直流电机(BLDCM)具有维护方便、运行效率高的优点，已经在家用电器、工业传动以及其它领域得到了广泛应用。本文针对无刷直流电机的结构特点，采用基于DSP的无刷直流电机控制器的设计方案，并设计出1．5kW的BLDCM控制器样机。本文首先讨了BLDCM的本体结构，并介绍了全桥式驱动电路，详细推导出BLDCM的数学模型。根据BLDCM的结构特点，选用TMS320F2812控制芯片作为总控制单元，开关管的导通和关闭采用电压型的单极性PWM脉冲来控制。采用速度和电流环双闭环控制结构，通过比较传统的PID控制算法的不足，采用了改进的PID控制算法，最终选择

2、非线性变速积分PID控制策略。在分析BLDCM数学模型的基础上，利用MATLAB／SIMULINK仿真平台建立该系统的仿真模型。在理论分析和仿真验证后搭建了硬件电路。DSPF2812输出6路PWM信号经过光耦隔离后送IR2130驱动电路，驱动IGBT的开关。电路设计有各种保护功能，并充分考虑了电磁兼容设计。另外从程序设计模块化思想入手，对整个系统的软件构成以及主要软件模块进行了具体的编程。最后对整个实验系统进行了调试，实验结果表明该控制器可以稳定运行。关键词：无刷直流电机建模仿真TMS320F2812DSP脉宽调制PID算法DESIGNOFBRUSHLESSDCMOTORCoNTROLS

3、YSTEMBASEDONDSPABSTRACTSincebrushlessDCmotors(BLDCM)haseasymaintenancehighefficiency,ithasbeenwidelyusedinhomeappliances，industrialdrives，andotherfields．InthisPaper,onthebasisofbrushlessDCmotorstructurefeaturestheDSP．basedbrushlessDCmotorcontrollerhasbeendesigned。and1．5kWtheprototypeofBLDCMhasbee

4、nsuccessfullycompleted．’ThispaperfirstlydiscussestheBLDCMontologystructure，andintroducesafull．bridgedrivercircuit．detailedmathematicalmodelofBLDCMiSderived．AccordingtothestructuralcharacterisficsofBLDCMwechoosetheT】Ⅵ$320F2812controllerchipasthetotalcontrolunit，unipolarPWMwimvoltagepulsestocontrol

5、switchon—andoff-type．Usingdouble-loopspeedandcurrentloopcontrolstructure．bycomparingthetraditionalPIDcontrolalgorithm，weuseamodifiedPIDcontrolalgorithm，thefinalchoiceofnonlinearvariableintegralPIDcontrolstrategy．AftertheanalysisofmathematicalmodelsofBLDCMbasedontheuseofMA=rI，AB／SIMⅡ，INKsimulation

6、platforrn，weestablishedthesystemsimulationmodels．Afterthetheoreticalanalysisandsimulationvalidationwebuilthardwarecircuit．6PWMsignalsfromDSPF2812outputthroughopto．isolationforⅡ也130drivercircuittodriveIGBTswitch．Therearevariousprotectioncircuit，andfunaccountoftheelectromagneticcompatibilitydesign．

7、Themodularapproachconstitutesthewholesystem，andmajorsoftwaremoduleshavebeengivenspecificprograms．Finally,theexperimentalsystemhasbeendebugged．Experimentalresultsshowt11atthecontrollerCanstablyrun．nKEYWORDS：brushlessDCm