【正文】 sJL CsU s ????? （ ） 其中 e 為 反電動勢的常數(shù) ， mT 為電機的輸出力矩， LT 為負載力矩， eC 為 直流電機的反電動勢的常數(shù) ， mC 為力矩常數(shù)， aR 為 電動機電樞回路的電 阻 ， mB 轉(zhuǎn)子的粘性摩擦系數(shù) ， mJ 為等效轉(zhuǎn)動慣量， aL 為 電樞的電感 ， au 為 電樞的電流 ， ai 為 電樞的電流 。 相位差 反饋信號 ， 并進行邏輯計算 ， 從而 編碼器 獲得有效編碼 對 信號 分別為 10 100、 1 0 01 001，通過邏輯 器件控制 T1T T1TT3T T3T T5T T5T4 分別 導(dǎo)通 ， 利用 NS 極交替變換進行依次導(dǎo)通控制 。 當(dāng)然以上工作只是設(shè)計工作的一部分， 因為 定子上的電樞通電后，產(chǎn)生的磁場 是恒定的 ，而 根據(jù)電磁感應(yīng)定律，這樣并不能驅(qū)動 電動機 轉(zhuǎn)動 。在永磁同步電機的轉(zhuǎn)子中，鐵氧體、 鐵硼、稀土鈷等 永磁體使用較多 [1113]，而 新一代伺服電機 轉(zhuǎn)子 則把 鐵硼 等新興 材料 用到電機轉(zhuǎn)子的制造中。 定子 主要是由硅鋼沖片與分布在它們槽內(nèi)的繞組以及機殼、端蓋、軸承等部 件組成，電樞繞組采蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 7 用整距集中式繞組，繞組的相數(shù)有三相繞組和多相繞組，但應(yīng) 用最多的是三相 [20]。 當(dāng) 相電流通過 任意 定子繞組時 ， 該電流 產(chǎn)生的磁場 與 轉(zhuǎn)子 永 久磁鋼 的 磁極所產(chǎn)生的磁場相互作用 ， 使轉(zhuǎn)子受到電磁轉(zhuǎn)矩作用而旋轉(zhuǎn)。本文 對系統(tǒng)的研究具體有以下幾個方面的內(nèi)容： (1) 閱讀了大量 與 課題研究相關(guān) 的 文獻，了解 并進一步認識 永磁無刷直流電機的優(yōu)缺點 ，及其研究的現(xiàn)狀； 同時 進入工程現(xiàn)場，進行了相關(guān)的實踐 調(diào)研 。 在控制策略中， 轉(zhuǎn)速鎖相環(huán)控制 也 是 提高電機 轉(zhuǎn)速控制高精度的有效方法 之一 。 在這些因素中， 轉(zhuǎn)矩脈動 對電機的動態(tài)穩(wěn)定性影響 相對 較大 ， 從一定程度上 阻礙 了 伺服電機控制方面 的發(fā)展。而在對永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)的 精度和性能要求 不高的 場合，可 以把電機的系統(tǒng) 近似地 看成線性系統(tǒng) ，或者局部線性化 ， 根據(jù)實踐經(jīng)驗這樣也 可以滿足對控制的要求 [3]。 (3) 實驗結(jié)果 分析 。 仿真時只要 在計算 機及其相應(yīng)軟件的 協(xié)助 下， 操作人員只要通過特定 的培訓(xùn)就可以 完成對 產(chǎn)品 模型的仿真與驗證 。 基于 DSP 無刷 直流電機控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 2 第三個階段：應(yīng)用階段。 電機的發(fā)展及其意義 在十九世紀(jì) 中期，直流電動機逐漸替代其它類型的電機在工業(yè)生產(chǎn)中得到運用。盡管 直流電機 具有 工作效率 高 、調(diào)速性能 好等諸多優(yōu)點 ，但在實際應(yīng)用中， 它的 很多的缺陷也是不容忽視的。 同時，詳細介紹了基于群體智能的優(yōu)化算法，該算法 具有算法簡潔 、 易于實現(xiàn) 等優(yōu)點 ， 能夠 在實現(xiàn)復(fù)雜的解空間中尋找最優(yōu)解優(yōu)點 。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。特授權(quán) 蘭州交通大學(xué) 可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。在進行無刷直流電機控制系統(tǒng)仿 真技術(shù)研究中，詳細 闡述 了模糊控制算法 及 模糊推理過程、模糊 PID 控制器 的 設(shè)計步驟及使用對象 ； 針對無刷直流電機多變量、時變性、非線性 以及 強耦合特性 等 ， 為了 提高無刷直流電機 的 控制性能，提出 了 基于模糊自適應(yīng) PID 控制方案與基于微粒群優(yōu)化算法 (PSO)的自適應(yīng)模糊 PID 控制方案兩種設(shè)計方面。s accuracy and timeliness， get better control effect， expand the range of applications. And plete the entire control system hardware and software design. Elaborate on TMS320F2812 minimum system and its peripheral circuit design. Select CCS (Code Composer Studio ) as software debugging platform. Use modular programming to control brushless DC motor. Design and instruct the main program of the system， subroutines and control algorithm respectively. Describe the process of fuzzy inference of fuzzy control algorithm in detail in the brushless DC motor control system simulation technology， fuzzy PID controller design procedure and the use of objects. Brushless DC machines have the characteristics of multiple variables ， timevarying， nonlinear， strong coupling. Propose two kinds of scheme to improve the performance of brushless DC motor control. One is based on fuzzy adaptive PID control， and the other is based on particle swarm optimization (PSO) of the adaptive fuzzy PID control. Elaborate on swarm intelligence optimization algorithm， the algorithm is simple and easy to implement， in the realization of plex solution space to find the optimal solution benefits. Expound the principles of using PSO algorithm to optimize the fuzzy controller 基于 DSP 無刷 直流電機控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 IV design. The control system can automatically adjust the fuzzy controller online quantization factor eK 、 ecK and scale Factor uK . Then adjust the three parameters( pK 、 iK 、 dK ) of PID to achieve better system quickly and dynamic performance without overshoot. Build brushless DC motor function modules by module in MATLAB/SIMULINK environment. There are mainly brushless DC motor module, PWM wave adjustment module， writing S function of PSO algorithm， fuzzy PID control module and other ponents. Link functional modules to build a brushless DC motor system simulation model. Simulation results prove the effectiveness of the PSObased parameter selftuning fuzzy PID control， and verify the method is better than traditional PID control and adaptive fuzzy PID the former control algorithm. Also the new method has advantages， such as faster response， smaller overshoot，stability and strong tracking performance. This will not only verify the reasonableness of the theory of the control algorithm， also can shorten the development cycle and save cost. Provide a good development methodology for the development of brushless DC motor control algorithms. Key Words： Brushless DC motor, Fuzzy PID controller, SP control system design, PSO algorithm 蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 V 目 錄 摘 要 ..................................................................................................................................... I Abstract .....................................................................................................................................III 1 緒論 ......................................................................................................................................... 1 論文的背景及意義 ..................................................................................................... 8 課題研究的背景 ............................................................................................... 8 電機的發(fā) 展及其意義 ....................................................................................... 8 MATLAB 仿真的意義 ..................................................................................... 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 ............................................................................................. 2 論文研究所做的主要工作 .......................................................................................... 4 2 永磁無刷直流電機工作過程分析 ........................................................................................ 6 永磁無刷直流電機的基本結(jié)構(gòu) ................................................................................. 6 永磁無刷直流電機的工作原理 ................................................................................. 7 永磁無刷直流電機數(shù)學(xué)模型的確定 ......................................................................... 9 永磁無刷直流電機控制方案選擇與確定 ............................................................... 12 調(diào)速系統(tǒng)的分類 ............................................................................................ 12 控制算法的確定 .....................................