方波无刷直流电机恒功率模糊控制

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1、驱动控制方波无刷直流电机恒功率模糊控制11212宋小庆,孙得福,臧克茂,郑慕侨,朱志昆(1.北京理工大学,北京100081;2.装甲兵工程学院,北京100072)ControlSquareWaveBLDCMRunninginConstantPowerWay11211SONGXiao-qing,SUNDe-fu,ZANGKe-mao,ZHENMu-qiao,ZHUZhi-kun(1.BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China;2.ArmoredForceEngineeringInstitute,Beijing100072,

2、China)摘要:从恒功率的基本定义出发,提出实现电机恒功率1调速系统工作原理运行的数字控制方法。基于该方法的数学模型的强耦合性,图1是逆变器和方波无刷直流电机系统结构图,电该方案中引入了模糊控制策略,设计了稳定的模糊控制器。机所需的方波电流由逆变器提供。电枢绕组反电势为平实验和仿真结果证明了该方案的正确性和可行性和较强的鲁顶近似120°的梯形波。各相绕组结构相同,空间位置对棒性。该方法无需改动硬件,操作方便,为实现电机恒功率运称,永磁体采用面向气隙式,忽略凸极效应。从逆变器的行提供了新的途径。这种设计思路也适用于其它电机。直流端看,星型连结的方波电机感应电动势Ed由两相绕

3、关键词:无刷直流电机;恒功率;模糊控制组串联而成,Ed=2Em=2CmΦmn。设PWM波占空比为中图分类号:TM33文献标识码:A[3]文章编号:1004-7018(2002)1-0026-03α,则电枢回路电压方程式可表示为:Abstract:Basedonthebasicdefinitionofconstantpower,didαud-2CeΦmn=2idr-2L(1)thepapersetsforthanoveldigitalcontrolwaytomakemotorrundtinconstantpower.Constantpowerloopisaddedintoor

4、iginalcon2电磁转矩Td:trolsystem,itisaccomplishedbyDSPsoftware.Basedoncon2eAiA+eBiB+eCiC60EdId60CmΦmnIdTd===ω2πnπstantpowerloopisstrongcoupledcontrolloop,itisverydifficult(2)tobuildcleartransferfunction,theplanleadsintofuzzycontroltacticsanddesignsfuzzycontroller.ThesimulationresultsshowTdω(3)d

5、-TL=Jdtthatthiswayisfeasibleandrobust.Itiseasytoimplementby电磁功率Pd:digitalcontrolalso.Itoffersanewmethodformotorofweakar260CmΦmIdωmaturereactiontoruninconstantpower,andthisidealalsofitstoPd=Tdω=(4)πothermotors.式中:id—直流侧电流瞬时值(A);Keywords:BLDCM;constantpower;fuzzycontrolId—直流侧电流幅值(A)。方波无刷直流电机

6、具有体积小、重量轻、出力大、控制简单等一系列优点。作为理想的电机特性,电机应具有恒转矩和恒功率两种运行方式。方波电机永磁转子磁钢一般采用表面安装,电机等效气隙大,电枢反应弱。因此,对这类电机来讲,易于实现恒转矩运行。但利用电枢反应减弱磁通,从而提高转速并实现电机恒功率运行的[1]效果并不明显。文献[2]提出了通过方波电机超前触发,使变压器电势抵消激磁电势,从而实现等效弱磁控制的方法。该方法不仅需要改动硬件设备,而且控制效果不佳。本文从恒功率基本定义出发,提出了实现电机恒图1电机—逆变器系统图功率运行的数字控制方法。基于该方法数学模型的强耦图2为调速系统一般工作原理框图,整个

7、系统由主合性,引入了模糊控制策略,设计了稳定的模糊控制器。回路和控制回路构成。其中,控制回路由DSP实现的速度和电流双环构成。当外界作用引起电机转速变化时,收稿日期:2001-01-03转速环的输出将发生变化并作用于电流环,控制PWM改稿日期:2001-09-10占空比,进而控制电枢电流平均值,最终控制转速、平均26微特电机2002年第1期转矩和电磁功率。定运行于Aend点。下面将对这一变化过程进行分析:(1)当T′L→TL,由式(3)可知:Jdω/dt>0,角速度ω上升,电机运行状态由A点转到A1点。(2)由于A