無刷直流電機(jī)(論文設(shè)計)-預(yù)覽頁
【正文】 調(diào)節(jié)器位置和速度傳感器BLDCMnrefniqefUDC圖32 無刷直流電機(jī)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖圖32中，nref為給定速度，n為反饋速度iqef為速度調(diào)節(jié)器輸出的電流。對于調(diào)速系統(tǒng)，最重要的動態(tài)性能是抗擾性能，主要是抗電網(wǎng)電壓擾動和負(fù)載擾動的性能。 無刷直流電機(jī)的控制策略在電機(jī)的控制中，不僅要求系統(tǒng)能穩(wěn)定運行，還要對指令信號有很好的跟蹤能力，盡快與指令信號保持一致。這幾個性能指標(biāo)，在同一系統(tǒng)中有可能相互制約?，F(xiàn)在，經(jīng)過幾十年的不斷更新?lián)Q代，PID控制已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展，并實現(xiàn)了模擬PID控制向數(shù)字PID控制的轉(zhuǎn)換[7]。PID控制原理圖如圖34比例積分微分被控對象r(t)e(t)u(t)y(t)圖34 PID控制原理圖r(t)是系統(tǒng)設(shè)定的給定值，y(t)是給定系統(tǒng)輸出的真實值，e(t)是系統(tǒng)給定值與實際輸出值相減得到的偏差值。(4)可以根據(jù)不同的需要，針對自身的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，形成一系列改進(jìn)的算法。(2)其次是積分環(huán)節(jié)，它的主要作用是使系統(tǒng)運行時產(chǎn)生的偏差累積成為輸出量，并且進(jìn)行調(diào)節(jié)。(3)最后是微分環(huán)節(jié)，它的主要作用是避免系統(tǒng)運行時所產(chǎn)生的偏差信號不斷波動。以上是PID控制器三個參數(shù)的設(shè)定方法，在調(diào)節(jié)無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)時，還要對控制器的輸出進(jìn)行一些限定，如電源的額定電壓、額定電流、占空比等，因此三個參數(shù)的設(shè)定需要大量實驗，防止其超出承受范圍。4 基于MATLAB的無刷直流電機(jī)模型的建立 MATLAB/Simulink的介紹 MATLAB的簡介MATLAB[8]是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）的簡稱，是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個創(chuàng)建過程只需單擊和拖動鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。Simulink與MATLAB緊密集成，可以直接訪問MATLAB大量的工具來進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)的定義。（4）通過Model Explorer 導(dǎo)航、創(chuàng)建、配置、搜索模型中的任意信號、參數(shù)、屬性，生成模型代碼。 （8）圖形化的調(diào)試器和剖析器來檢查仿真結(jié)果，診斷設(shè)計的性能和異常行為 。根據(jù)模塊化建模的思想，將控制系統(tǒng)分割為各個功能獨立的子模塊。根據(jù)這個原理，將三相反電勢波形一個運行周期分為6個階段，每一個運行階段都可用一段直線進(jìn)行表示，根據(jù)某一時刻轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速信號，通過直線方程即可求得反電動勢波形 從而得到直流無刷電機(jī)本體模塊，見圖41所示。速度給定信號與速度反饋信號比較后，送入PI控制器；速度調(diào)節(jié)器的輸出與電流反饋信號比較后，送入電流調(diào)節(jié)器。圖44 轉(zhuǎn)矩測量模塊以及轉(zhuǎn)速的計算 電壓逆變器模塊電壓逆變模塊實現(xiàn)的是逆變器功能，輸入為位置信號和電流滯環(huán)控制模塊給出逆變控制信號，輸出為三相端電壓。圖51 無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真模型控制單元controller如圖52所示，其作用是根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極位置分配電動機(jī)三相繞組通電，及控制逆變器模塊6個開關(guān)器件的開關(guān)次序。模型仿真結(jié)果如下圖53 轉(zhuǎn)速波形圖圖54 電壓波形圖55 轉(zhuǎn)矩波形圖56 三相定子電流波形給定200r/6 結(jié)束語本文仿真和試驗結(jié)果表明：波形符合理論分析，系統(tǒng)能平穩(wěn)運行，具有較好的靜、動態(tài)特性。由于系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容繁多、工作量大和時間限制，本文僅對無刷直流電機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了一些基本的研究。Yin Yunhua, Zheng Bin, Zheng Jiexin. A kind of Brushless DC motor based on MATLAB control system modeling and simulation method [J]. Journal of system simulation,2008,20(2):293298. china[3] 劉剛，王志強，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，Liu Gang, Wang Zhiqiang, Fang jiancheng. Permanent magnetic brushless DC motor control technology and application [M]. Beijing: Mechanical Industry Press, china[4] 楊浩東，李榕，[J].微電機(jī)，2003年.Yang Haodong, Li Rong, Liu Weiguo. The mathematic model of Brushless DC motor and its simulation [J]. Micromotor,2003. china[5] ——運動控制系統(tǒng)[M].北京： Chen boshi. Electric drive automatic control system motion control system based on [M]. Beijing: mechanical industry press. china[6] 馬建偉，[M].北京:科學(xué)出版社，2007 Ma Jianwei, Li Yinya. Satisfactory PID control design theory and method [M]. Beijing: Science Press,2007 china[7] 吳曉燕，[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，～203Wu Xiaoyan, a double. The application of MATLAB in automatic control [M]. Xi39。感謝我的導(dǎo)師賈雅瓊老師她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；她循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。感謝湖南工學(xué)院四年來對我的大力
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1