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《武汉理工大学》 2007年
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无刷直流电动机运动控制系统的设计

杨浩  
【摘要】: 无刷直流电动机是随着半导体电子技术发展而出现的新型机电一体化电机,是现代电子技术、控制理论和电机技术相结合的产物,既具有直流电机结构简单,运行可靠,维护方便等一系列优点,还具备交流电机运行效率高,无励磁损耗及调速性能好等诸多优点,现已广泛应用于工业控制的各个领域。无刷直流电动机采用反电动势法检测转子的位置,不仅减少了因转子位置传感器而增加的额外费用,而且减少了系统的体积,并大大的提高了系统的可靠性。 本文在对永磁无刷直流电动机控制系统的发展及应用综述的基础上,详细的介绍了无刷直流电动机的结构和工作原理,给出了其数学模型,并重点分析了无位置传感器控制技术中最常用的转子位置检测方法——反电势法的工作原理,设计出了反电动势法的实现电路,对转子检测方法的误差原因进行分析。 接着对无刷直流电动机控制系统的硬、软件设计作了详细论述。以TI公司的TMS320LF2407芯片为控制核心,设计了无刷直流电动机控制器的硬件电路部分;给出反电动势过零点,三相绕组相电流,转子位置,速度等检测电路;并以IR2130作为驱动芯片设计了无刷直流电动机的驱动电路。系统的软件设计中,主要包括DSP事件管理器初始化程序、开环起动程序、换相子程序、ADC中断服务程序等,来实现输出PWM信号、开环起动、换向控制、电流、速度和位置控制等功能。 最后运用MATLAB/SIMULINK建立了无位置传感器无刷直流电动机控制系统仿真模型,对反电动势过零检测法进行了仿真研究,给出了转速、转矩、反电动势的仿真波形,仿真模型的仿真结果与理论分析结果的一致性,验证了控制系统设计的合理性和反电动势过零检测法的有效性。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM33;TM921.5

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 王晶晶;永磁无刷直流电动机速度控制系统的研究[D];北方工业大学;2011年
2 王国伟;基于DSP2812的无刷直流电机控制系统研究[D];安徽大学;2010年
3 李扬;光学聚焦驱动电路电源完整性仿真[D];云南大学;2012年
4 杨孔梁;无刷直流电机的若干控制问题研究[D];华南理工大学;2012年
5 吴乃龙;小型AUV动力学建模及推力控制研究[D];中国海洋大学;2012年
6 王帅;线控转向阻力模拟系统研究及其试验台设计[D];武汉理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马国伟,孙汉旭,贾庆轩,叶平,郐永涛;无刷直流电动机的DSP控制器设计与实现[J];北京邮电大学学报;2005年03期
2 宋海龙,杨明,范宇,徐殿国;无刷直流电动机的无位置传感器控制[J];电机与控制学报;2002年03期
3 张相军,陈伯时,朱平平,雷淮刚;直流无刷电机无位置传感器控制中反电动势过零检测算法及其相位修正[J];电气传动;2001年02期
4 谢宇静;;无刷电动机及其应用前景[J];电气技术;2005年10期
5 曹仁贤,茆美琴,许沐华;六输出高压驱动器IR2130的应用[J];国外电子元器件;1996年09期
6 周京辉,刘权;基于CAN总线的分布式控制系统及应用[J];工业控制计算机;1998年05期
7 王辉;杨海;张建生;;无刷直流电机无传感器反电势过零检测及校正[J];长春工业大学学报(自然科学版);2006年01期
8 陈宇清,戴晓冬,徐榕;基于CAN总线的分布式实时运动控制平台开发[J];机电工程技术;2004年04期
9 胡文静;永磁无刷直流电动机的发展及展望[J];微电机(伺服技术);2002年04期
10 刘庆福,刘刚,房建成;无位置传感器无刷直流电动机的高速驱动系统[J];微电机(伺服技术);2002年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 井科伟;基于DSP的直流无刷电机控制系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩学民;;基于MATLAB的Buck/Boost直流变换器仿真[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
2 周斌;陈伟海;于守谦;;基于AVR单片机的门禁控制器的设计与实现[J];安防科技;2008年02期
3 丁海峰;陈云;;一种单片机结合CPLD自动控制升降旗系统[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年03期
4 江明,王伟;变频调速技术的发展概况及趋势[J];安徽机电学院学报;2002年04期
5 陈一飞;智能型遮阳控制系统的研究及构建[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年04期
6 牛礼民;冯能莲;陈龙;杨启耀;;串联式混合动力电动汽车电机控制系统研究[J];安徽农业大学学报;2007年04期
7 卓树峰;黄净晴;;基于PC控制的智能机械手控制系统[J];安顺师范高等专科学校学报(综合版);2006年03期
8 孙东森;葛宝明;毕大强;裴丽娜;;高速开关磁阻电机的电感计算与运行分析[J];北京交通大学学报;2010年05期
9 朱熙;范瑜;裴维娜;吕刚;;铝转子单边盘式感应电机的新型等效电路[J];北京交通大学学报;2011年02期
10 李志伟;李翠芬;杜志岐;;电机驱动式AMT离合器接合控制研究[J];车辆与动力技术;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冉文;全力;;车用交流伺服起动——发电集成系统的性能研究[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
2 张海光;沈艳霞;纪志成;周文晶;;双馈风力发电系统中整流电路控制策略研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
3 荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;;一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
4 陈中科;陈丽香;唐任远;;永磁无刷直流电动机的噪声振动分析[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
5 程鑫;廖传书;;基于CAN的车用无刷电机控制节点设计[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届(2006)年会暨学术研讨会论文集[C];2006年
6 朱昱;罗峰;孙泽昌;;汽车空调控制器的设计[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届(2006)年会暨学术研讨会论文集[C];2006年
7 李新华;杨卫华;邴黎明;刘声华;;电动遮阳篷无刷电机驱动系统研究[A];第十二届中国小电机技术研讨会论文集[C];2007年
8 荣军;丁跃浇;张敏;李一鸣;陈曦;;SLBLDCM调速控制器的建模与仿真研究[A];中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会·论文集[C];2010年
9 刘春华;王向周;南顺成;徐冬平;;基于PWM控制器的低压直流电机控制系统设计及其应用[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
10 张新敏;刘春哲;李雅峰;;基于单片机的标记打印机字符输出及显示[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨新桦;金属带式无级变速器控制系统和控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
2 张志锋;感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
3 朱建光;六相永磁同步电动机驱动控制系统的研究[D];沈阳工业大学;2010年
4 张洪阳;永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现[D];沈阳工业大学;2011年
5 张建国;双离合器式自动变速器控制品质评价与优化[D];吉林大学;2011年
6 吕新明;啮合式电动机的基础研究[D];北京邮电大学;2011年
7 杨新桦;金属带式无级变速器控制系统与控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
8 李自成;无刷直流电机无位置传感器控制关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
9 李光叶;双PWM变换器协调控制研究[D];天津大学;2011年
10 王迎发;无刷直流电机换相转矩波动抑制与无位置传感器控制研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪鹏飞;基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究[D];安徽工程大学;2010年
2 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
3 毛娟;用于矿灯充电的独立光伏系统研究[D];山东科技大学;2010年
4 丁鉴彬;注塑机械手控制系统设计研究[D];山东科技大学;2010年
5 李志欣;智能轮式移动机器人的控制系统设计[D];辽宁师范大学;2010年
6 肖亮亮;基于虚轴法的多轴同步运动控制系统设计[D];浙江理工大学;2010年
7 唐道奎;基于DSP的无刷电机调速系统设计与分析[D];郑州大学;2010年
8 王瑞玲;无刷直流电动机调速算法及起动电路研究[D];郑州大学;2010年
9 潘胤卓;舰炮自动化弹库交流伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 李萌;主动式动力消振器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐海军;谢海斌;张代兵;;微小型水下机器人推进方式的比较研究[J];兵工自动化;2009年04期
2 卢静,陈非凡,张高飞,施涌潮;基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计[J];北京机械工业学院学报;2002年04期
3 付冬梅,郑德玲,位耀光,周颖,鞠磊;人工免疫控制器的设计及其控制效果的仿真[J];北京科技大学学报;2004年04期
4 周新民;国外新型对转螺旋桨系统研制现状[J];船舶;1997年05期
5 夏长亮,杨晓军,史婷娜,文德;基于扰动观测器的无刷直流电机无位置传感器控制[J];电工技术学报;2002年06期
6 胡双,马志云,周理兵,陶桂林;永磁无刷直流电机系统建模研究[J];电工技术杂志;2003年08期
7 韦敏,季小尹;MC33035在直流无刷电机控制中的应用[J];电工技术杂志;2004年11期
8 冀溥,宋伟,杨玉波;永磁无刷直流电动机应用概况[J];电机技术;2003年04期
9 冯宇;程月波;李艳玲;;基于单神经元控制器的永磁电机调速系统研究[J];电机技术;2008年04期
10 齐蓉;林辉;陈明;;无刷直流电机换向转矩脉动分析与抑制[J];电机与控制学报;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 李自成;无刷直流电机无位置传感器控制关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
2 于华男;开架式水下机器人辨识与控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 姜卫东;混合动力电动汽车用无刷直流电机动态性能及控制策略的研究[D];合肥工业大学;2004年
4 陶桂林;大功率永磁无刷直流电机及其系统研究[D];华中科技大学;2004年
5 李晔;微小型水下机器人运动控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 杨胜兵;线控转向系统控制策略研究[D];武汉理工大学;2008年
7 王雷;无刷直流电动机调速系统的研究[D];浙江大学;2008年
8 郭莹;水下自主作业系统协调控制技术研究[D];华中科技大学;2008年
9 赵林峰;全工况电动助力转向系统建模控制及试验研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨俊;水下矢量推进器的动力学仿真及优化设计[D];长沙理工大学;2010年
2 王保刚;基于虚拟样机技术的自治水下机器人仿真系统研究[D];中国海洋大学;2010年
3 袁伟杰;自治水下机器人动力学建模及参数辨识研究[D];中国海洋大学;2010年
4 马葳;汽车电动助力转向系统控制策略及试验研究[D];武汉理工大学;2011年
5 孙丽;自治水下机器人(AUV)三维结构设计及仿真分析[D];中国海洋大学;2011年
6 王芬清;20公斤级便携式自主水下机器人(AUV)设计与实现[D];中国海洋大学;2011年
7 虞菊花;高速数字电路中互连系统的研究[D];南京航空航天大学;2011年
8 朱命昊;量子克隆多目标进化算法研究[D];西安科技大学;2011年
9 王兆宇;神经网络理论应用于航向自动舵研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
10 谢世杰;基于DSP的无刷直流电机控制系统研究[D];西安电子科技大学;2004年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 吴鹏坤;基于TMS320F2812的无位置传感器无刷直流电机控制系统研究[D];西南交通大学;2011年
2 赵奇;集成式燃油输送泵的设计与研究[D];中北大学;2012年
3 李敬阳;无人操纵帆船抗横倾系统的实验研究[D];大连海事大学;2013年
4 纪铁生;无位置传感器永磁无刷直流电机控制策略的研究[D];西南交通大学;2013年
5 黄儒毅;手扶式双能源电动助力两轮车的设计与研究[D];西南大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙汉旭,姬罗栓,徐扬生;空间三臂机器人在操作中的平衡问题[J];北京邮电大学学报;2002年01期
2 周波,魏佳,穆新华,严仰光;反电势逻辑电平积分比较法实现的无刷直流电机无位置传感器控制[J];电工技术学报;2000年04期
3 沈建新,陈永校;“反电势法”检测无刷直流电动机转子位置的误差分析[J];电工技术学报;1998年01期
4 曹荣昌;无刷直流电动机的最佳触发位置选择[J];电机技术;2002年01期
5 杨贵杰,孙力,孙立志,陆永平,高苏华;无刷直流电动机直接驱动系统动态特性分析[J];电机与控制学报;2000年01期
6 杜晓芸,林瑞光,吴建华;无位置传感器无刷直流电机的控制策略[J];电机与控制学报;2002年01期
7 尹泉,余高明,万淑芸;基于DSP的永磁无刷直流伺服电机全数字控制系统[J];电力电子技术;2001年03期
8 李天阳,刘卫国,李声晋;无位置传感器无刷直流电机起动过程研究[J];电力电子技术;1998年02期
9 张相军,陈伯时,朱平平,雷淮刚;直流无刷电机无位置传感器控制中反电动势过零检测算法及其相位修正[J];电气传动;2001年02期
10 周意成;朱平平;张相军;孙承波;雷淮刚;;无位置传感器的方波无刷直流电机压缩机负载的控制[J];电气自动化;2000年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曲家骐;;电气及电子工程师学会——工业应用协会(IEEE-IAS)1986年年会介绍[J];微特电机;1987年01期
2 毛维杰;沈云宝;陈永校;;非桥式驱动无刷直流电动机的数学模型及其设计研究[J];微特电机;1993年06期
3 魏先林,付求涯;基于MATLAB解析计算无刷直流电动机的齿槽转矩[J];微特电机;2005年07期
4 孙雷,张春喜,张庆,罗有明;基于DSP的无刷直流电动机模糊PID控制系统[J];南昌工程学院学报;2005年03期
5 张晓鹏,杨风;无刷直流电动机及其在调速系统中的应用[J];机械管理开发;2005年06期
6 李宇;魏毅立;;基于DSP的无刷直流电动机的无位置传感器控制[J];包头钢铁学院学报;2005年04期
7 叶金虎;;无刷直流电动机的设计(ⅩⅢ)[J];微特电机;2006年01期
8 龚春雨;施进浩;;无刷直流电动机的发展现状和质量特点[J];微特电机;2006年08期
9 ;专利快讯     [J];微特电机;2007年01期
10 丰利军;李槐树;孟光伟;;基于CPLD的无刷直流电动机软起动方法[J];微特电机;2008年01期
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1 谭建成;;对多相无刷直流电动机采用封闭形绕组连接的探讨[A];第十六届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2011年
2 马瑞卿;刘卫国;;无刷直流电动机控制中的几个技术问题分析[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
3 陈健;唐任远;;无刷直流电动机噪声的分析与抑制[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
4 寇宝泉;张千帆;程树康;;电动车驱动用无刷直流电动机的结构特点及控制技术[A];'2001第六届中国小电机技术研讨会论文集[C];2001年
5 谭建成;;直接驱动无刷直流电动机的研究[A];'2001第六届中国小电机技术研讨会论文集[C];2001年
6 侯景阳;张庆范;安德祥;;IGBT在无刷直流电动机主电路中的应用[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
7 谭建成;;无刷直流电动机控制的新趋向-正弦化[A];第七届中国小电机技术研讨会论文集[C];2002年
8 陈中科;陈丽香;唐任远;;永磁无刷直流电动机的噪声振动分析[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
9 邵刚;石山;;一种新的无刷直流电动机的起动方法研究[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
10 马瑞卿;刘卫国;;方波电动机宽调速比控制技术研究[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 天津 潘旗;无刷直流电动机式作原理[N];电子报;2004年
2 李焦明;稀土永磁无刷直流电动机[N];中国建材报;2002年
3 申银万国 郑治国 叶培培 郭鹏 魏静;“高”温“低”碳催生“稀土永磁”热潮[N];中国证券报;2010年
4 焦明;永磁无刷直流电动机成为主流产品[N];中国建材报;2002年
5 ;微电机 “十五”优先发展的重点产品[N];中国机电日报;2000年
6 正文;微特电机行业如何由大做强[N];中国工业报;2003年
7 刘佳伟 陈宝林 记者刘领;高新技术重点项目进展喜人[N];锦州日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王雷;无刷直流电动机调速系统的研究[D];浙江大学;2008年
2 李强;无位置传感器无刷直流电动机运行理论和控制系统研究[D];东南大学;2005年
3 高瑾;无刷直流电动机直接转矩控制的一体化研究[D];南京航空航天大学;2007年
4 刘军;永磁电动机控制系统若干问题的研究[D];华东理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨芳芳;基于DSP的无传感器无刷直流电动机控制系统的研究与设计[D];苏州大学;2010年
2 王晶晶;永磁无刷直流电动机速度控制系统的研究[D];北方工业大学;2011年
3 董昭;无刷直流电动机控制系统研究[D];西安理工大学;2007年
4 赵学庆;基于模糊控制器的无刷直流电动机的控制[D];天津大学;2005年
5 卢锋;无刷直流电机分布式控制系统设计[D];西安科技大学;2009年
6 赵晓峰;基于ARM的农产品冷藏车环境监控系统研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 庞振岳;高速工业缝纫机伺服系统研制[D];西北工业大学;2006年
8 曲春雨;混沌蚁群算法及其在深水电机设计中的应用[D];沈阳工业大学;2007年
9 单玲弟;基于无刷直流电动机的电动车驱动系统研究[D];西安理工大学;2008年
10 彭钰珍;小容量无刷直流电动机无位置传感器控制技术的研究[D];华中科技大学;2007年
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