无位置传感器无刷直流电机控制系统的研究的开题报告

无位置传感器无刷直流电机控制系统的研究的开题报告一、研究背景随着电子电气技术的不断发展和普及，无刷直流电机(ControlledBrushlessDCMotor，BLDCM)被越来越多地应用于各种电动设备中。与传统有刷直流电机相比，无刷直流电机的功率密度高、效率高、噪音低、寿命长等优点更加突出。在众多应用中，BLDCM广泛运用于电动汽车、电动摩托车、空调扇、风机、洗衣机等家用电器以及各种精密控制领域，如医疗设备、机床控制等，同时，BLDCM也成为机器人领域最常用的驱动电机之一。BLDCM有一个普遍的缺点就是需要用传感器实时检测转子位置和转速。传统的BLDCM使用霍尔传感器、编码器等器件实现转子位置和转速检测，但传感器系统本身存在许多限制，如鲁棒性差、故障率高、造价昂贵等。而非传感器的BLDCM(SensorlessBLDCM)不需要使用额外的传感器来检测转子位置和转速，因此受到越来越多的关注。二、研究内容本文主要研究无位置传感器的BLDCM控制系统。在控制系统中，通过三相桥式电路实现BLDCM的直流电源供电。解决了BLDCM没有位置传感器的问题，采用基于反电动势(BackElectroMotiveForce,BEMF)检测的位置估计方法。控制系统的软件设计采用基于STM32（ST公司推出的一系列基于ARMCortex-M内核的32位微控制器产品）微控制器进行控制，通过PWM信号控制BLDCM的转子位置及转速。运用PID控制算法对转速进行闭环控制，提高电机的精度及稳定性。三、研究意义无位置传感器的BLDCM控制系统有着较好的实用性、稳定性和可靠性，可以更好的适应电机运行环境的变化，能够满足机器人领域、家居电器等方面的实际应用需求。通过本研究的深入探讨和研究，能够为BLDCM无位置传感器控制系统的开发和应用提供一定的理论和技术支持，促进相关产业的发展和进步。四、研究方法和流程1、建立无位置传感器的BLDCM控制系统的数学模型2、研究BEMF检测技术原理并基于其实现BLDCM无位置传感器的位置估计3、设计STM32微控制器控制算法程序并通过PWM信号对BLDCM的转速进行控制4、研究PID控制算法的实现方法，并实现BLDCM的闭环控制5、搭建实验平台并测试实验结果五、预期成果1、建立无位置传感器的BLDCM控制系统的数学模型2、提出BEMF检测技术并应用于BLDCM无位置传感器的位置估计3、实现了基于STM32微控制器的BLDCM控制算法4、设计并实现了PID控制算法5、验证了控制系统的可行性和正确性六、进度安排1～2月：文献查阅和理论研究3～4月：建立BLDCM无位置传感器控制系统的数学模型5～6月：研究BEMF检测技术原理并设计实现7～8月：设计并实现BLDCM控制算法9～10月：设计并实现PID控制算法11～12月：验证控制系统的可行性和正确性，撰写毕业论文七、参考文献1.薛涛.BLDCM在电动自行车中的控制技术研究[D].成都理工大学,2013.2.许兰青,王俊超,操坚.无刷直流电机无位置传感器转速估算方法研究[J].计量技术与仪器,2015(6):47-49.3.宋宇峰,颜振坤,胡海洋.传感器和无传感器驱动无刷直流电机的基本原理及应用研究[J].光电技术应用,2013,28(2):104-1