无刷直流电机电流控制方法研究

1、 无刷直流电机电流控制方法研究作者:马瑞卿, 刘卫国作者单位:西北工业大学自动化学院,西安 710072相似文献(10条1.学位论文韦榕BLDCM速度伺服系统宽调速智能控制的研究1999该文深入分析了无刷直接电动机的电流控制原理,通过提高低速的电流调节精度和抑制高速的转矩下降来拓宽其调速范围,并设计了宽调速范围四象限运行的控制方案.为进一步提高无刷直流电动机速度伺服系统的动态性能,提出了一种基于模糊逻辑的智能PID(FTPID控制器,其参数能根据误差及其变化率在线自调整以实现参数优化.同时,对FTPID控制器与其它类型的控制器做了比较,并且应用李雅普诺夫直接法对FTPID控制系统进行了稳定性分

2、析.该文在对所提控制方案进行理论和仿真分析的基础上,以Intel 80C196KB单片机为中央控制单元,采用电压源PWM电流控制的IGBT变频器为功率变换装置,硬软件结合构成速度伺服系统,进行了实验研究.仿真和实验结果验证了所提方案的可行性和有效性.2.期刊论文马瑞卿.刘卫国.MA Rui-qing.LIU Wei-guo无刷直流电动机电流控制方法研究-微电机2009,42(4分析了无刷直流电动机在快速正/反转机电作动系统中的几种电流控制方法,指出了它们的优缺点.试验表明,采用斩波频率稳定的两态电流控制,可获得比较优良的电流控制特性.3.学位论文胡峻凡CT_Gantry无刷直流电动机控制系统的

3、研究2002本文以医用CT机架(CT Gantry的无刷直流电动机控制系统的研制为背景,对CT机控制台中的CT_Gantry运行过程控制软件以及大转动惯量负载下无刷直流电动机系统高精度驱动控制的方法进行了研究。控制台是医用CT的核心,CT机的所有的动作都是由它发出命令完成的,它与CT_Gantry的运行密切相关。因此本文首先研究了CTGantry运行过程控制软件从IRIX操作系统到LINUX操作系统的移植和实现;由于CT Gantry具有大转动惯量的特点,而大转动惯量负载下无刷直流电动机系统的高精度速度和位置控制又是无刷直流电动机系统研制的难点。因此,本文着重对大转动惯量负载下无刷直流电动机系

4、统各种速度和位置控制方法的控制效果进行了仿真研究。 LINUX操作系统作为自由式软件,以其优良的性能和源代码开发的特点,在越来越广泛的领域得到了应用。本文从系统软件设计的角度,对控制台中CT Gantry运行过程控制软件的功能和结构进行了分析;研究了在LINUX操作系统下使用select(函数实现多路I/O切换的事件管理器以及在该操作系统下一种实现串行数据透明传输的方法。 本文在Matlab的Simulink环境中建立了CI_Gantry无刷直流电动机系统的仿真模型,对CT_Gantry无刷直流电动机系统采用不同的电流调节器、速度调节器和位置调节器时的速度和位置控制效果进行了仿真研究。首先比较

5、和分析了分别采用滞环电流控制法、次谐波电流控制法、空间矢量电流控制法时的CT_Gantry无刷直流电动机系统的电流控制效果,确定了最佳电流控制方法。其次比较和分析了以次谐波电流调节器做为内环,分别采用传统的PI调节器、模糊控制调节器、单神经元PI自适应调节器做为速度环调节器时的CT_ Gantry无刷直流电动机系统的速度控制效果,确定了最佳速度控制方法。最后比较和分析了分别采用传统的PI调节器、单神经元PI自适应调节器、滑模变结构调节器做为位置环调节器,并与不同的速度调节器相结合时的CT Gantry无刷直流电动机系统的位置控制效果,提出了以传统PI调节器与单神经元PI自适应调节器相结合的位置

6、控制新方法。 本文在Motorola公司的DSP56F807上初步实现了仿真中所得到的最佳速度控制方法,初步完成了CT_Gantry无刷直流电动机速度控制系统的硬件连接和软件编程。实验结果表明采用DSP56F807可以很方便地实现对正弦波无刷直流电动机的驱动控制。4.学位论文杜春洋永磁感应子式无刷直流电动机系统及其控制技术的研究2005本论文以研制机载定位扫描系统为工程背景展开,重点研究了永磁感应子式无刷直流电动机驱动控制系统的一些关键问题,包括永磁感应子式无刷直流电动机的数学模型和参数特点、测角系统的误差及动态特性、电流控制方法、定位及扫描控制方法等。这些问题的研究对于提高机载定位扫描系统的

7、性能和研制水平具有重要的理论意义和应用价值。 根据对机载定位扫描系统的分析,本文确定以永磁感应子式无刷直流电动机为本体,以多极感应同步器为测角元件构成一体化直接驱动控制系统。从特定电机结构的磁导计算出发,推导出永磁感应子式无刷直流电动机abc坐标系下的数学模型,详细分析了数学模型中各参数的特点并推导了电机dq坐标系下的转矩方程。在此基础上,深入分析了永磁感应子式无刷直流电动机的齿槽定位力矩分布特点。 本文提出了一种采用感应同步器的一体化测角方案。该方案满足系统对磁极位置检测和对位置控制的应用需求。为了提高位置检测精度,详细分析了感应同步器的输出信号误差,推导出由输出信号误差引起的基本测角误差表

8、达式。在此基础上,提出了一种基于软件方式的基本测角误差补偿方法,解决了硬件补偿方式遇到的参数整定问题。为了改进经典跟踪型轴角转换的动态性能,提出了一种非线性快速跟踪轴角转换方法。 为了提高PI型电流控制的动态响应,本文提出了一种在旋转坐标系下实现的滑模变结构型快速电流控制策略,深入分析了驱动单元特别是逆变器开关死区时间对输出电压和对电流控制的影响。为了解决传统的死区补偿方法由于电流检测滞后等限制造成的误差,提出了一种基于电流观测器的电压前馈补偿方法。 为了提高位置控制性能,采用了一种多模态控制方案。定位模式下提出了一种基于改进滑模平面的滑模控制器以实现快速定位功能。扫描模式下采用了一种改进重复

9、控制器以满足周期指令跟踪的需要。5.期刊论文钟汉如.卞建勇.ZHONG Han-ru.BIAN Jian-yong无刷直流电动机抑制低速转矩脉动的滞环电流SVPWM控制-微电机2006,39(4研究采用转子磁场定向的矢量控制方法使无刷直流电动机定、转子磁势矢量始终保持正交,结合滞环调制电流控制和空间电压矢量调制,设计了无刷直流电动机滞环电流SVPWM控制方案.运行结果表明,此方案能有效地抑制无刷直流电动机低速时的转矩脉动,更好地改善系统的动态性能.6.学位论文吴佳数字化永磁电动机调速系统及其空间矢量电流控制方法的研究1996该论文从工业应用的实际需要也发,采用一种新型的空间矢量电流控制方法,设

10、计了以高性能单片机87C196KC为控制核心,以第三代智能功率模块(IPM为逆变器主体的数字化永磁电动机调速系统.合理地分配和利用了系统的软、硬件资源,控制软件采用模块化设计,结构简单,为进一步开发恒张力控制、伺服控制等应用场合的软件留有余地,通过模拟、数字、通讯接口以及扩展接口可以单独或灵活地与其它控制系统构成各种应用系统,满足不同场合的需要.电动机既可采用永磁同步电动机,也可采用无刷直流电动机,都可以获得良好的调速性能.在数字仿真的基础上,验证了系统控制方案的可行性,实现了对调节器参数的整定和优化.7.期刊论文龚金国.任海鹏.刘丁.GONG Jin-guo.REN Hai-peng.LIU

11、 Ding带负载转矩补偿的无刷直流电动机速度控制-电机与控制学报2005,9(6针对负载转矩扰动的问题,在状态反馈配置系统极点的基础上,采用负载转矩观测器进行有针对性抗扰的前馈补偿,采用分段线性化求电枢反电动势,以及电流控制逆变器的方法对BLDC建模,建立了带外扰补偿通道的无刷直流电动机(BLDC的调速复合控制系统.该方法在不影响稳定性的同时,使得控制系统的抗扰能力得到改善.试验表明,该控制器在有负载转矩扰动的情况下仍具有良好的抗扰性.8.学位论文原学平基于DSP的无刷直流电动机智能控制系统的研究2003在研究了无刷直流电机的工作和控制原理的基础上,重点对导致电流脉动和转矩脉动的原因进行了分析

12、,深入研究了转矩抑制和电流控制的方法.基于以上研究,采用在线自整定模糊PID算法对控制系统进行了改进.用模糊策略对PID控制器的三个参数Kp,Ki和Kd进行在线调整,有效地克服了由无刷直流电机的非线性、参数时变性、模型不确定性等引起的控制难的问题.在线自整定模糊PID控制器的设计分为两部分,即模糊控制器和PID控制器的设计.PID采用离散的增量式PID控制器.重点是模糊控制器的设计,采用以误差和误差变化率为输入的二维模糊控制器,模糊控制器的输出经过量化因子整定后直接调节PID控制器的三个参数Kp,Ki和Kd,实时性好.文中详细给出了在线自整定PID控制器的设计方法.仿真结果显示,系统的转矩脉动

13、较小,能够实现电流的精确控制.采用电机控制专用DSP控制器TMS320LF2407对系统进行了全数字化设计.给出了系统实现硬件电路设计方案,介绍了数据处理板和功率驱动板的主要功能模块的设计.采用C语言和汇编语言进行混和编程,并且通过了仿真调试.9.学位论文 赫晓明 基于无刷电机的工业缝纫机伺服系统研制 2007 随着缝制业的不断发展，目前缝制机械技术已经全面进入机电一体化阶段。在不断追求缝制速度和缝制质量的前提下，结合实际情况研制了高速工 业平缝机伺服控制系统。 本论文研究了高速工业缝纫机伺服控制系统的组成结构、控制方案和系统的硬软件设计等问题。在详细分析工业缝纫机 的工作原理和伺服技术的基础

14、上，提出了速度、电流和位置三闭环控制的方案。采用无刷直流电机作为系统的驱动部件，并详细介绍了无刷电机的组成 原理和控制方法，利用MATLAB对无刷电机的控制系统进行了详细的仿真分析。论文还对控制律进行了讨论、分析、并接合实际情况，选用了分段双环的 PI算法和迭代学习控制技术。对系统制动问题进行了重点讨论，提出能耗制动和反接制动相结合的方法。 硬件部分选用80C196MC单片机为核心控 制器，利用单片机内部的波形发生器产生一路占空比可调的PWM波来控制电机的电压，采用硬件电路对无刷电机的换相进行控制，再加上由栅极驱动芯片 IR21365为核心的功率驱动部分，以及实用的隔离抗干扰技术，从而实现了一

15、套简单、可靠、高效的伺服系统硬件电路设计。 软件部分的设计主要 采用C语言和汇编语言，利用模块化设计方法，设计了系统主程序、调速和电流控制、键盘和显示、制动以及各缝纫模式等程序模块。论文最后对系统的 运行情况进行了测试。 10.学位论文 赵辉 轮式无刷直流电动机驱动的电动车系统的研究 1999 以电动汽车、电动自行车的实际开发项目为背景、该文对开发电动车系统必须解决的问题:电动力系统的分析模型、构成方案,高性能驱动电机系统 的实现,永磁电机系统的再生制动,行驶控制策略进行了研究,并将得出的结论应用于电动车开发的实践中.该文建立了电动车整体系统的解析分析与数字 仿真分析模型.分析了与电动车系统运行相关的车辆行驶动力学、驱动电机系统和蓄电池组的数学模型,并对无刷直流电机及其系统的数学模型进行了具 体研究,构造了电动车系统数字仿真分析的模型,以此对电动车系统进行了比解析方法更深入、直观的分析