【正文】 8 + 8) = ^ot ()折算到電機側(cè)的負載轉(zhuǎn)矩為：T =1m, = — x47A9 = 0A7Nm ()1 i ‘ 100后爬樓梯機構(gòu)所需力矩為：2 2=^21 = (40+ 8+ 8)x^x = ()折算到電機側(cè)的負載轉(zhuǎn)矩為：T =1m, = — = ()2 i 2 100?輪椅載重40kg時，折算到電機側(cè)的^m。.?，折算到電機側(cè)的負載轉(zhuǎn)矩為 。③輪椅載重80kg時，,折算到電機側(cè)的’w，折算到電機側(cè)的負載轉(zhuǎn)矩為 。(2)前爬樓梯機構(gòu)單獨工作，隨著前平地滾輪逐漸爬上樓梯臺階，前爬樓梯機構(gòu)距輪椅重心點b的距離越來越近，此時前爬樓梯機構(gòu)著地小輪承受的重量越來越多，后平地滾輪承受的314驅(qū)動控制系統(tǒng)模型建立 碩士論文重量越來越少。當前后爬樓梯機構(gòu)同時工作時，前爬樓梯機構(gòu)所需的力矩最大。r 1 I [ti(3)后爬樓梯機構(gòu)單獨工作，后爬樓梯機構(gòu)單獨工作時，前平地滾輪已經(jīng)重新在地面上滾動，前平地滾輪與輪椅重心點b的距離不斷拉長，使得后爬樓梯機構(gòu)承受的重量不斷增大。當兩個平地滾輪均行駛于地面上時，后平地滾輪所需的力矩即為后爬樓梯機構(gòu)單獨工作時所需力矩的最大值。:3。夢 _ _ I“?輪椅空載時后爬樓梯機構(gòu)所需力矩為：4 05M = FZ = (40 + 8 + 8)x— = ^ot ()折算到電機側(cè)的負載轉(zhuǎn)矩為：r = M = — X = AT ? m ()i 100?輪椅載重40kg時，折算到電機側(cè)的③輪椅載重80kg時，^.w,折算到電機側(cè)的^w。、電流雙閉環(huán)調(diào)速方式。內(nèi)環(huán)（電流環(huán)）采用響應(yīng)速度較快的電流滯環(huán)控制，一定程度上及時、有效的抑制電網(wǎng)電壓的波動。外環(huán)（速度環(huán)）采用PI控制，可實現(xiàn)無靜差調(diào)速，同時對負載變化起到一定的抗擾動324驅(qū)動控制系統(tǒng)模型建立 碩士論文段，每個階段都可以用一條直線表示，根據(jù)某一時刻的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置信號可以確定當前時刻電動機的運行狀態(tài)。GD ?+ rr~pi , ^I ? 葉。_； ?t； ] KZ)一 I intfigralo*4=—3^—QD ?+ 卜、只 I—II ? 十〉 f ] kZD?一■HLM 廣 Integra^ CD ** r\ m ._,uc I—— 一 j 1 ?COI 1 I；I I 1 lrn?339。a..:r:I
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“^ s=urai=n 1 K^Z)E:BLDCM模塊設(shè)計的另一個重點為轉(zhuǎn)矩計算。根據(jù)無刷直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩表達式。GD——? 門 jf “ *
Is X I I ^ ^(■ ^ _ I Saturstirn FenEs 1 I I(3^_?CD““I I 丁 L . K 口I X ?+ ^ X ~] ?+ T f —^^~CIDC3) ^ rcsuci? 1 J Intsqrstcr 39。39。EC “ h.Frctibal [ ?^
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BLDCM模塊34論文 一種可獨立操縱的平地樓梯兩用輪椅控制系統(tǒng)設(shè)計作用[2《25]。調(diào)速原理如下：給定轉(zhuǎn)速^9*與反饋的電動機當前實際轉(zhuǎn)速^進行比較，其差值作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入，經(jīng)過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器PI作用后，得到電流調(diào)節(jié)器的參考電流。參考電流與檢測到的電動機相電流進行比較，其差值作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，通過電流滯環(huán)控制得到電壓逆變器的開關(guān)信號，電壓逆變器最終輸出無刷直流電動機三相繞組的端電壓?！D(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器—?電源逆變器H BLDC ?^ _丫 ^0) “ i iI 電流測量 1 轉(zhuǎn)速測量
參考文獻[26]中BLDCM的數(shù)學建模與上述無刷直流電動機控制系統(tǒng)的分析，建立。采用模塊化的思想，根據(jù)不同的功能將系統(tǒng)劃分為BLDCM模塊、電壓逆變模塊、電流滯環(huán)控制模塊、參考電流模塊、轉(zhuǎn)速控制模塊5大功能模塊，重點介紹BLDCM模塊和電流滯環(huán)控制模塊?！??p3000~?O—? ?■‘■， ? S .J； _ I “ 1^ ‘ ‘ ‘ J—1 ^ ■ ? “ la J ?. 口^ ,n . ^ ——?raSFras!： I——^ IS “一“n ^ ^ __~ ———□三——?口EUfCl OSnl39。Cl^E? —~— Tl_ =: ? ?如 =： p, [ID！ 1 6:I~I tissm 3^ h 士Ad32 EZh
F 2 BLDCM 模塊BLDCM模塊是整個無刷直流電動機控制系統(tǒng)中最重要的一個功能模塊，其設(shè)計重點為求取精確、理想的三相繞組反電動勢?；谳^高的精確度、較快的運行速度、較強的適用性的考慮，文中選則分段線性法[27，28]。理想情況下，以每60176。為一個換向階段，BLDCM的一個運行周期可劃分為6個階334驅(qū)動控制系統(tǒng)模型建立 碩士論文為便于清晰的觀測輸出曲線變化趨勢，突增負載轉(zhuǎn)矩的時。無商直琉電動機輸出拷速曲線35001 1 1 1 1 i 1 1 1 1 仙] ‘ I 1 ‘ 1 ‘‘‘ ‘ 3000 ? . 3000 ? ?/ V39。 \?2500 j 9 2500 ■ \ 二 2000 I SW 2000 ■ \ g I 1 1,I I .S I _ 1| 1000 ? ( 167。1I .S / ? \S 500 ■ I g JO0 \ ? / “ V r.
0 ? 0 ? ?500 I 1 1 1 ‘ 1 1 1 1 1 1 500 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 02 0 04 0 06 0 08 0 1 0 12 0 16 0 18 0 0 1 0 12 0 14 0 16 t/S t.39。S(bl) （b2) ，轉(zhuǎn)速整體呈現(xiàn)平穩(wěn)的狀態(tài)。，電動機轉(zhuǎn)速出現(xiàn)一定程度的下降，但系統(tǒng)能較快的恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。分析仿真結(jié)果可知，該無刷直流電動機控制系統(tǒng)模型具有較好的動、靜態(tài)特性，對負載轉(zhuǎn)矩的變化具有一定的抗擾動性能。根據(jù)電動機轉(zhuǎn)矩平衡方程式可知，轉(zhuǎn)動慣量對電動機控制系統(tǒng)的啟制動性能和加減速性能有著至關(guān)重要的影響。平地樓梯兩用輪椅設(shè)計時限重80kg，對轉(zhuǎn)動慣量的影響，要求當負載變化范圍在0kg~80kg之間時，無刷直流電動機控制系統(tǒng)的動態(tài)性能都必須良好且彼此之間性能波動不大。利用文獻[30]中提及的Landau離散時間遞推參數(shù)辨識算法對轉(zhuǎn)動慣量進行辨識，參考文獻[31]所述的調(diào)節(jié)器參數(shù)自整定步驟，首先將轉(zhuǎn)動慣量辨識值■賦值給轉(zhuǎn)動慣量期望值J。，得到轉(zhuǎn)速n調(diào)節(jié)器中參數(shù)^^,的整定策略；[32]，計算得到調(diào)節(jié)器中參數(shù)尤P的整定策略。由于乘坐者在輪椅上的任何細微晃動都會造成折算到電機側(cè)的轉(zhuǎn)動慣量和負載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化，綜合考慮乘坐者的晃動及不同乘坐者重心位置的不同，取轉(zhuǎn)動慣量的波動變化范圍為177。20%。為測試轉(zhuǎn)動慣量辨識與控制的效果，在暫不考慮負載轉(zhuǎn)矩變化、前后兩組爬樓梯機構(gòu)同時工作的條件下，分別對平地樓梯兩用輪椅空載、載重40kg、載重80kg且轉(zhuǎn)動慣量波動177。 20%時前爬樓梯機構(gòu)驅(qū)動電機控制系統(tǒng)進行仿真。節(jié)的分析，當前后兩組爬樓梯機構(gòu)同時工作時，僅針對前爬樓梯機構(gòu)驅(qū)動電機控制系統(tǒng)。36論文 一種可獨立操縱的平地樓梯兩用輪椅控制系統(tǒng)設(shè)計傳統(tǒng)PWM調(diào)制方式中，由于電路中電感的存在，相電流不能發(fā)生突變，因此無法得到理想的方波電流。電流滯環(huán)控制是一種基于電流瞬時值的比較控制[29]。將三相繞組的參考相電流與反饋的實際相電流進行比較，差值作為滯環(huán)調(diào)節(jié)器的輸入，通過電流滯環(huán)控制作用產(chǎn)生電壓逆變模塊的控制信號。合適的滯環(huán)調(diào)節(jié)器環(huán)寬，能夠較好的實現(xiàn)實際電流對參考電流的跟蹤，減小無刷直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩的波動。電流滯環(huán)控制模塊如。GD ?? KjDIs J ^ 1 DutiQ3 J{s
CZ3——?) ——KD\t39。 X ? ? Out2① T 39?；眑b
(X) ?CDIC i I 1 Out3 T R￡lav2GD 1ic，設(shè)置相關(guān)參數(shù)如下：定子相繞組電阻i? = ,定子相繞組自感Z = 、互感M = ，轉(zhuǎn)動慣量J = 39。，反電動勢系數(shù)心=，氣隙磁感應(yīng)強度B = 39。^Nms/rad ,電動機極對數(shù)P = 2。轉(zhuǎn)速給定值vi^ = 3000rpw ,初始負載轉(zhuǎn)矩TL = QNm’ 1= = 2^^7?的負載轉(zhuǎn)矩，仿真時長Is。無刷直流電動機的輸出轉(zhuǎn)速曲線、。無岡直法電動機輸出轉(zhuǎn)速曲線 無刺直琉電動機輸出速差曲線35001 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3500 [ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3000 ? ? 3000 ? ?^ 2500 ? ?2500 J ?I ^W, 2000 ‘ ? m 2000 ? S ?167。wM 1500 ? ? H 1500 ? i fW 1000 . . 念 10QO 供 fflS 5。. I 500 1 i
0 0 ■ 500 I ‘ 1 1 1 ‘ 1 ‘ ‘ 1 i .=00 1 I I I I I I I I 1
0 0 1 1 0 0,1 0,7 1t39。s t/s(al) Is內(nèi)輸出轉(zhuǎn)速曲線 （32) Is內(nèi)輸出轉(zhuǎn)速差曲線 Is內(nèi)無刷直流電動機調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果354驅(qū)動控制系統(tǒng)模型建立 碩士論文無商直讀電動機輸出玲速曲線 無踴里該電動機輸出速曲線3500 I 1 1 1 r 1 1 1 1 1 1 3500 1 I I I I I 1 1 1 1 3000 ? ? 3000 ? ?/ ”八 2500 ^ 2500 / I / 1 I^ 2_ ? / ^ 2000 . / k g /罵 1500 ■ I OS 150?！?7 B 丨 g /fflj 1000 . w 1000 ? / / ?裡1 / 煙 /S 500/ ? 600/ ■0 ? 0 丨 500 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 500 i 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 0 12 0 16 0 2 0 0 OS 0 OS 0 1 0 12 D 14 0 16 0 IS 0 2t39。S t/s(bl)載重40kg時輸出轉(zhuǎn)速曲線 （b2)載重40kg+20%時輸出轉(zhuǎn)速曲線無閣直；寵電動機瑜出轉(zhuǎn)速曲線 ?. $職滴電動機輸出??速曲線35001 , , , , , , , , , 1 3?001 1 1 1 1 1 1 ‘ ‘ ‘ 3000 ? ? 3000 . / 、丨 /^ 2500 . I ?八 2oOO ? / I I /^ 2000 ■ I ^ 2000 . / S I