【正文】 。如果不僅能夠 改善 控制 系統(tǒng) 的控制性能，并且還能降低設(shè)計(jì)成本，將是今后無刷直流電機(jī)發(fā)展的一種趨勢(shì)。這種系統(tǒng) 不但結(jié)構(gòu) 拓?fù)?復(fù)雜 ,設(shè)計(jì)工作量大、同時(shí) 物理 體積 也很 大 ， 增加了硬件成本， 同時(shí) 抗 外部的干擾性能也 較差 ，系統(tǒng)的控制性能不可能提高， 可靠性 同樣 也存在 著嚴(yán)重的 問題 。 早在 20 世紀(jì) 七十 年代 開始 ,當(dāng)微處理器 ，以單片機(jī)為主要器件的 數(shù)字處理 技術(shù)剛出現(xiàn)不久 ,國外工業(yè) 行業(yè)中的電氣傳動(dòng) 開始引入 了 到電機(jī)控制技術(shù)中 。在 1986年，當(dāng)時(shí) ，在總結(jié)中，他指出了無刷直流電動(dòng)機(jī)的眾多研究領(lǐng)域，標(biāo)志著無刷直流電動(dòng)機(jī)在理論上走向成熟。 1978年，在當(dāng)時(shí)的漢諾威貿(mào)易博覽會(huì)上， MANNESMANN公司 正式推出了 一種 MAC無刷直流電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器，它的出現(xiàn)，在當(dāng)時(shí)引起了世界各國的極大關(guān)注，隨后，研發(fā)和生產(chǎn)無刷直流系統(tǒng)的熱潮也在國際上噴涌而出，這也就標(biāo)志著無刷直流電機(jī)正在逐步地走向?qū)嵱秒A段。 因此 ,由上分析可知， 準(zhǔn)確地 判斷并檢測(cè) 出 轉(zhuǎn)子的位置 ,并且根據(jù)轉(zhuǎn)子位置及時(shí) 改變功率器件的 狀態(tài) 組合，就可以有效的控制 無刷直流電機(jī)正常 的運(yùn)行 。 目前 ,按照 直流電機(jī)中 位置傳感器 有無 來劃分 ，無刷直流 電機(jī)的控制方法主要分為 ， 有位置傳感器 的 控制方式和無傳感器 的 控制方式 這 兩大類 。直流無刷電機(jī)具有最優(yōu)越的調(diào)速性 能，主要表現(xiàn)在：調(diào)速方便 (可無級(jí)調(diào)速 )，調(diào)速范圍寬，低速性能好 (起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)電流小 )，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，效率高，應(yīng)用場(chǎng)合從工業(yè)到民用極其廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，半導(dǎo)體技術(shù)、開關(guān)型晶體管的研發(fā)成功這些都給新型的無刷直流電動(dòng)機(jī)的創(chuàng)造帶來機(jī)遇。 以前， 最早的 直流 電動(dòng)機(jī) 是 有刷直流電動(dòng)機(jī) ，并在工農(nóng)業(yè)中 得到了廣泛的應(yīng)用，它憑借著優(yōu)良的調(diào)速性能，在應(yīng)用調(diào)速理念的領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，可是有一個(gè)原因限制了它進(jìn)一步的發(fā)展，那就是機(jī)械換相裝置的存在。在 各個(gè)領(lǐng)域 ，不管是公共場(chǎng)合還是老百姓自己家里，電機(jī)都隨處可見 。同時(shí)，論文中提出的系統(tǒng)建模和仿真的新方法還為實(shí)際電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試提供了新的思路。速度 跟蹤 控制模塊、電流滯環(huán)比較 控制模塊、轉(zhuǎn)子位置 跟蹤 計(jì)算模塊等，再 將各個(gè)功能模塊進(jìn)行 有機(jī) 的 結(jié)合，搭建了 基于 MATLAB/Simulink 無刷直流電機(jī)系統(tǒng)的仿真模型。摘 要 本文 主要 研究了永磁無刷直流電機(jī)的基本 拓?fù)?結(jié)構(gòu)、工作 運(yùn)行 原理、數(shù)學(xué)模型和控制 策略以及 性能， 以 DSP(TMS320LF2407A)為核心， 確立了一套的無刷直流電機(jī)的 整體 控制系統(tǒng)方案。在 Matlab/Simulink 仿真 下 ， 建立了獨(dú)立的功能模塊， 這些模塊 包括 無刷直流電機(jī)的 總體模塊。本文所提出和設(shè)計(jì)的無刷直流電機(jī)控制方案經(jīng)理論分析 ， 仿真證明是可行的。 關(guān)鍵詞： 無刷直流電動(dòng)機(jī)； DSP； MATLAB；逆變器； PWM Abstract This paper gives a deep research on basic structure, working principles, mathematical model and control performance of permanent mag BLDC motor and build up a scheme of BLDC servo motor control system with the core of DSP (TMS320LF2407A). In Matlab/Simulink environment， the isolated functional blocks, including BLDC general block (including BLDCM block, torque putation block, rotation speed putation block, the back EMF block), current hysteresis control block, speed control block, rotor position putation block, voltage source inverter block etc, have been modeled. BLDC motor control system that this paper proposed is analyzed and simulated in Matlab/Simulink. The results prove the scheme is feasible, and the design requirements are achieved. The novel method of modeling and simulation given by this paper offered a new thought way for designing and debugging actual motors. Key words: brushless DC motor； DSP； MATLAB； Inverter； PWM 目 錄 第一章 緒論 ................................................................................................................... 5 課題研究的背景及現(xiàn)狀 ......................................................................................... 5 無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展 ........................................................................... 6 控制系統(tǒng)的發(fā)展 及現(xiàn)狀 ................................................................................... 6 控制算法的研究 .............................................................................................. 7 本文主要結(jié)構(gòu) ........................................................................................................ 8 第二章 無刷直流電機(jī)原理 ........................................................................................... 10 無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ................................................................................ 10 無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)選擇 ....................................................................................... 11 無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性 ....................................................................................... 12 無刷直流電機(jī)運(yùn)行特性 與原理 ............................................................................ 16 第三章 無刷直流電機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................... 18 無刷直流電機(jī)控制策略 ....................................................................................... 18 無刷直流電機(jī)的開環(huán)控制策略 ..................................................................... 18 無刷直 流電機(jī)的閉環(huán)環(huán)控制策略 ................................................................... 19 無刷直流電機(jī)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) ................................................................................... 20 無刷直流電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng) ................................................................................ 23 TMS320LF2407X 簡(jiǎn)介 ..................................................................................... 23 測(cè)速 度算法 ......................................................................................................... 27 第四章 無刷直流電機(jī)的仿真 ...................................................................................... 29 MATLAB/Simulink 簡(jiǎn)介及其功能 ........................................................................... 29 BLDCM 各模塊的建立 ........................................................................................... 29 電流滯環(huán)控制模塊 ........................................................................................ 30 速度控制模塊 ............................................................................................... 30 轉(zhuǎn)矩計(jì)算模塊 ............................................................................................... 31 無刷直流電機(jī)仿真波形 ..................................................................................... 31 無刷直流電機(jī)仿真模型 ................................................................................ 31 無刷直流電機(jī)仿真波形 ................................................................................ 32 第五章 總結(jié)與展望 ...................................................................................................... 35 總結(jié) .................................................................................................................... 35 展望 ................................................................................................................ 35 致 謝 ............................................................................................................................ 36 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 37 第一章 緒論 課題研究的背景及現(xiàn)狀 從 19 世紀(jì)中葉 到現(xiàn)在 以來 ,電動(dòng)機(jī) 的使用 就與人類 社會(huì)發(fā)展和 文明的進(jìn)步