基于DSP的无位置传感器无刷直流电动机控制系统设计

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要本文简要介绍了无刷直流电动机的发展历程和未来的发展趋势。通过分析无刷直流电动机工作的基本原理和无刷直流电动机的数学模型，建立了基于Simulink的动态仿真模型。通过对无位置传感器无刷直流电动机转子位置检测算法的分析和磁链与转子位置的相应关系的分析，本文使用磁链关系函数判断转子位置的算法，并基于Simulink建立了算法模型进行仿真分析验证，从仿真得到的结果可知，此位置检测算法是可行的。在文中进行了转矩脉动原因分析，并对换相转矩脉动进行补偿。在低速时采用电流滞环进行补偿，高速时采用单斩波调制方式进行补偿。通过对三段式启动方法的

2、分析和结合本文所采用的转子位置检测算法，本文采用两步启动方式，通过仿真分析证明是可行的。分析了经典PID调节算法和专家PID调节算法。对传统PID控制中出现的问题，本文把变参数PID调节算法应用到无位置传感器无刷直流电动机控制上。并建立了仿真模型，进行仿真分析。从仿真分析的结果可知其控制性能优于传统的PID调节算法。文中介绍了TMS320LF2407A芯片和IR2130功率集成驱动器的结构和特点。在系统硬件设计中以TMS320LF2407A芯片为核心，设计了控制系统电路、功率驱动电路、电流电压检测电路、功率管过电压保护电路、启动限流电路、转速调节电路。在系统软件设计

3、中，主要实现了电机的起停、转子位置计算、转速计算和转速闭环控制的功能。用DSP实现脉冲调制输出和信号采样。关键词无位置传感器；无刷直流电动机；间接位置检测；磁链关系函数AbstractThispaperintroducesthedevelopmentofbrushlessDCmotoranditstendencv．ByanalyzingthebasicworkprinciplesandmathematicalmodelsofBrushlessDCmotor，establishbrushlessDCmotor’sdynamicslmulatlonmodelbasedo

4、nSimulink．Byanalyzingrotorpositiondetectionalgorithm，thecorrespondingrelationshipoffluxlinkageandrotorpositionofthesensorlessbrushlessDCmotor，thispaperusesaalgorithmoffluxrelationfunctlontojudgerotorposition．EstablishesthealgorithmmodelbasedonSimulinktosimulateverification．TheresultsFr

5、omthesimulationshowsthisdetectionalgorithmisfeasible．Thispaperanalyzesthereasoncommutationtorqueripple．Currentofthetorqueripple，andcompensateshysteresiscompensationbeingusedin10wspeed．Singlechoppermodulationcompensationhasbeenusedlnhigh-speed．Byanalyzingthemethodofthree-sectionstarting

6、androtorpositiondetectionalgorithmbeingusedinthispaper，thispaperUSestwostePstostartthestaIrt．upmode．Bysimulationanalysis，itisfeasible·AnalyzedtheclassicalPIDalgorithmandexpertPIDregulationalgorithm·AccordingtotheproblemsoftraditionalPIDcontrol，thevariableparameterPIDalgorithmlSappliedt

7、osensorlessbrushlessDCmotorcontrolinthispaper·BYestablishingasimulationmodelonthebasissimulink，carriedoutsireuIatlonanalysis．Fromtheresultsofsimulationanalysis，it’scontrolperfo衄ancelssuperiortotraditionalPIDregulationalgorithm·ThispaperintroducesthestructureandcharacterlstlcsoITMS320