基于单片机和CPLD的无刷直流电机系统

基于高速单片机和复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计了一种具有霍尔位置传感器接口电路、电流采样电路以及编码器接口电路的无刷直流电机伺服控制器.该控制器可以实现无刷直流电机的有位置传感器控制和无位置传感器控制.以霍尔位置传感器的位置信号作为电机的换向信号并对该信号进行六倍频处理作为速度反馈,从而实现对电机的转速控制,给出了该控制系统的硬件结构设计和软件流程设计.试验结果表明:该无刷直流电机控制系统能够较好地实现电机的转速控制,为电机控制系统的设计提供了新思路.     

基于软件观测器的无刷直流电机控制策略研究和实验

论文提出了一种基于软件观测器实现无刷直流电机的正弦波控制的策略。在无刷直流电机正弦波控制系统中,需要准确的检测电机的位置和速度,但仅仅依靠电机自带的霍尔传感器无法获得电机位置和转速的精确值。论文提出的软件观测器以无刷直流电机自带的开关型霍尔传感器输出信号为参考,通过软件对电机模型进行重构,从而计算出精确的电机转角和电机速度的观测值,实现无刷直流电机的正弦波控制。实验结果表明,该策略有效地提高了无刷直流电机控制系统的性能。     

带负载状态直流电机无位置传感器控制技术

针对易受外施电压或触发逆变功率的影响，产生电机部件损坏等问题，提出一种带负载状态直流电机无位置传感器控制技术。通过在初始电机中添加满足直流条件的输入电流，构建带负载状态直流电机观测模型，利用新型指数趋近率求解模型内无位置传感器的转子姿态，通过改进磁链函数统一静止、低速和高速3段运动方式中转子姿态的起始位点，实现带负载状态直流电机无位置传感器的控制。试验结果表明，所提技术在受到高频信号干扰时，其在3段运动方式上的电流矢量角均较小，且控制结果不受负载转矩的影响，始终与实际结果吻合。     

基于STM32的直流电机模糊PID调速系统研究

针对普通PID控制难以满足现代工业对直流电机控制高速度、高精度要求的问题,对直流电机及其控制系统进行了研究,设计了一种以STM32芯片为核心的自适应模糊PID控制直流电机调速系统。此调速系统通过采用模糊自适应PID控制算法改变PWM波占空比来实现系统灵活调速。在实验环境中,分别采用普通PID控制器和参数自适应模糊PID控制器来实现直流电机的调速系统,并通过主控芯片实时发送电机速度到上位机软件,绘制响应曲线。研究结果表明,模糊PID控制器在电机运行过程中,系统动态调节直流电机的PID参数,有效解决了传统PID整定困难的问题,并显著提高了电机的响应速度和控制精度。     

基于TMS320C240的混合动力汽车电机控制系统研究

设计了混合动力汽车无刷直流电机的控制方案.利用TMS320C240DSP外设接口丰富等特点,提出了用TMS320C240芯片对电机进行控制的方法,实现了无刷直流电机的速度与位置控制.结果表明,该方案提高了系统的精度和抗干扰能力,系统的动态性能和控制性能良好.     

基于 KV31 的无刷直流电机控制系统设计

为提高港口机电设备的能源利用率,提出以无刷直流电机作为驱动机构,替代目前广泛使用的三相异步电机。控制系统作为无刷直流电机的重要组成部分,对于电机性能表现至关重要。系统以 NXP的 KV31 微控制器作为控制核心,按照模块化思想,对无刷直流电机的软硬件进行设计,其中包括核心控制电路、功率驱动电路和转子位置信号检测电路等;根据港口机械中的电机存在的实际工况,设计阶跃负载实验等多组实验进行测试。实验结果表明,所设计的无刷直流电机控制系统运行稳定可靠,能够满足性能要求。     

面向对象的直流伺服电机仿真分析

为更精确有效地对直流电机进行性能仿真和伺服控制,通过应用基于Modelica语言的多领域系统仿真建模平台SimulationX,对直流有刷电机的驱动系统进行了建模分析,完成了机械一电子系统的联合建模,同时采用了PID控制器对电机输出转角进行伺服控制,实现了位置信号控制。最后,应用OptiY模型优化软件对直流电机模型的PID控制参数进行优化,提高了电机的伺服控制精度。仿真结果表明,面向对象的直流电机模型提高了建模效率,并能快捷实现控制参数的优化。     

无刷直流电机无线网络监控系统

为方便对非PC上位机应用场合中多个无刷直流电机的监控,提高过程控制与机械控制的效率,设计了基于ZigBee通信、通过感应触摸按键及TFT显示器进行交互操控的无刷直流电机无线网络监控系统。该系统以MK10DN32为微控制器,采用改进的PID控制方法,实现对网络节点处任一电机的位置、转速、电压、电流等物理参数的采集、传输和处理,完成电机的有感驱动控制及其故障诊断。实际应用证明,系统运行良好,其结构组织的设计思想具有较高的应用参考价值。     

无刷直流电机自适应控制系统的研究与仿真

为了提高无刷直流电机控制性能,提出了一种基于改进的全面学习粒子群(CLPSO)算法自整定PID参数的控制方法,实现了无刷直流电机调速系统的自适应控制。该方法利用改进的CLPSO算法全局搜索能力强、收敛速度快及收敛精度高等优点,对无刷直流电机控制系统的PID参数进行寻优。MATLAB/Simulink仿真实验表明,在电机启动和突加负载过程中,该方法控制电机的转速和转矩响应速度快、波动小,比传统PID控制方法具有更好的动静态特性和鲁棒性。     

无位置传感器无刷直流电机驱动系统设计

传统的永磁直流无刷电机往往采用位置传感器来确定转子的位置,不仅增大了电机的安装体积,增加了成本,而且降低了电机的可靠性。无位置传感器无刷直流电机控制技术可以解决安装位置传感器给系统带来的工艺复杂、受工作环境限制等诸多问题,同时可以提高系统可靠性和抗干扰性能。因此,在小型轻载条件下,无位置传感器无刷直流电机成为理想的选择并具有广泛的发展前景。针对一种小型三相无位置传感器无刷直流电机,设计驱动控制系统,能够实时调节并反馈被控电机转速。同时系统提供隔离串口通信功能,方便与外部控制器或相关设备连接通信,实现系统的扩展与应用功能。设计系统具有体积小,成本低,电路稳定可靠,发热损耗低等方面优点。     

智能化测功机实验装置的研制

对他励式电机测功机进行研究 ,研制出电机测功机实验装置 ,并设计出单片机数据采集系统对电机转矩进行智能化测量 ,为学生电机实验提供了良好的条件     

直流无刷伺服电机试探启动法探讨

提出一种直流无刷伺服电机试探启动方法,电机上电初始在其配置的增量式光电编码器未检测到零点信号之前采用两两通电的六个矢量转矩方向试探查找最佳恒转矩启动,增量式光电编码器零点信号被检测到后立即转入正常恒转矩矢量驱动过程.实验结果表明该方法能够很好地启动直流无刷伺服电机,证明了该方法的可行性和实用性.     

纯电动汽车无刷电机控制系统的建模与仿真

针对无刷直流电机传统PI控制的局限性,从无刷直流电机的基本原理出发,通过模糊PD控制器与积分相结合,将永磁无刷直流电机应用于纯电动汽车驱动系统。采用Matlab／Simulink平台,同时结合S-函数,构建了基于模糊控制的无刷直流电机转速一电流双闭环控制系统模型,利用该模型分析无刷直流电机的动静态性能,得到了无刷直流电机运行时的反电势、相电流、转矩和速度的曲线。结果表明,采用转速一电流双闭环模糊控制调速策略具有超调小、响应速度快、鲁棒性好、自适应能力强等优点,使系统获得了较好的控制性能,为实际纯电动汽车驱动控制系统的分析与设计提供了新的思路。     

基于自抗扰控制的无刷直流电机换相转矩脉动抑制的研究

针对无刷直流电机在运动中会产生转矩脉动且转矩脉动会影响无刷直流电机运行的稳定性和可靠性的问题,结合现代控制理论,研究了无刷直流电机的数学模型,设计了一种基于自抗扰控制器的无刷直流电机换相转矩脉动抑制的方法。通过降低无刷直流电机的转矩脉动并且结合DSP高速运算处理器实现了其算法的控制,更好地提高了其稳态性能。采用自抗扰控制技术对无刷直流电机的换相转矩脉动进行了抑制。通过消除转速响应的超调,扩张状态观测器检测系统的相电流脉动以及用非线性状态反馈控制率对检测到的电流脉动误差值进行补偿抵消,以达到了抑制相电流脉动的效果,从而抑制了转矩的脉动。通过实验验证,自抗扰控制器比PI控制能够较好的抑制直流电机的换相转矩脉动,从而能够提高电机在运动中的稳定性。     

车载两轴转台伺服控制系统的研究

根据车栽两轴转台电气系统的性能指标要求,采用旋转变压器和位置变送器构成转轴的角位置反馈,同时检测陀螺敏感转轴在惯性空间中的速率变化;利用陀螺信号稳定转台的姿态;脉宽调制功放和直流力矩电机构成系统的执行机构;以无刷直流电机作为伺服系统的伺服电机;采用电流环、速率环、位置环三闭环的控制策略,基于TMS320F240DSP芯片设计了全数字PID控制算法,代替了该型号转台原来的模拟控制算法,实现了光电跟踪系统的高频响、超低速、宽调速和高精度。     

基于CY8C24423的电动自行车控制器的设计

讨论了电动自行车所用的无刷直流电机的控制方案,设计了以可编程片上系统CY8C24423为主控芯片的控制器,给出了功率开关管的驱动电路原理图,并对无刷电机启动过程中的转矩脉动进行了分析探讨,提出了一种简单实用的解决无刷电机换相转矩脉动的方法。     

基于SVPWM控制的无刷直流电机的建模与仿真

针对传统无刷直流电机（BLDCM）控制系统方波驱动转矩脉冲大等缺点,采用了基于电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制方法的正弦波驱动永磁无刷直流电机控制系统,建立了两级三相无刷直流电机的数学模型,利用Matlab／Simulink中的电力系统仿真T具箱SimPow—erSystems建立了SVPWM控制下的无刷直流电机转速、电流双闭环控制系统的仿真模型。仿真结果表明,电压空间矢量控制下的无刷直流电机控制系统具有较好的静、动态特l生,同时该仿真结果也验证了SVPWM控制无届Ⅱ直流电机的有效性和仿真模型的正确性。     

A novel robust speed controller scheme for PMBLDC motor

The design of speed and position controllers for permanent magnet brushless DC motor (PMBLDC) drive remains as an open problem in the field of motor drives. A precise speed control of PMBLDC motor is complex due to nonlinear coupling between winding currents and rotor speed. In addition, the nonlinearity present in the developed torque due to magnetic saturation of the rotor further complicates this issue. This paper presents a novel control scheme to the conventional PMBLDC motor drive, which aims at improving the robustness by complete decoupling of the design besides minimizing the mutual influence among the speed and current control loops. The interesting feature of this robust control scheme is its suitability for both static and dynamic aspects. The effectiveness of the proposed robust speed control scheme is verified through simulations.     

直流力矩电机力矩波动的自适应补偿控制

为解决伺服系统在低速状态下其电机力矩波动影响速度稳定性的问题,提出了一种基于自适应补偿的控制策略。从电机结构出发,分析了电机力矩波动产生的机理,建立了力矩波动的数学模型,提出了基于鲁棒自适应的控制策略。系统控制器由两部分组成:超前-滞后校正用于保证系统的名义稳定性和鲁棒性;自适应补偿控制则采用最小二乘法在线辨识力矩波动,并给予自适应补偿。实验结果显示:与仅使用超前-滞后方法相比,当采用自适应补偿时,速度波动的峰-峰值由4.21%下降到1.77%,均方根值由0.97%下降为0.39%,得到的结果说明提出的方法能够有效降低电机力矩波动对速度稳定度的不利影响。     

纤维缠绕张力的模糊自适应PID控制

设计了一种模糊自适应PID控制器，运用于以运动控制器（PMAC）为核心、直流力矩电机为执行元件的数控纤维缠绕张力控制系统；上位机根据PMA6采集的张力数据进行模糊运算处理、整定后获得优化的PID参数，传送给PMAc实施张力控制。研究表明：与常规PID控制器相比，张力超调量、波动显著减小。在此基础上，提出了这种控制算法的实现方法，为实际的应用奠定了基础。