无刷直流电动机调速系统设计样本.doc

目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc"1绪论PAGEREF_Toc\h1HYPERLINK\l"_Toc"1.1直流无刷电动机发展状况PAGEREF_Toc\h1HYPERLINK\l"_Toc"1.2直流无刷电机控制技术发展PAGEREF_Toc\h1HYPERLINK\l"_Toc"2直流无刷电动机工作原理PAGEREF_Toc\h3HYPERLINK\l"_Toc"2.1直流无刷电动机构造与原理PAGEREF_Toc\h3HYPERLINK\l"_Toc"2.2三相绕组直流无刷电动机控制主回路基本类型PAGEREF_Toc\h4HYPERLINK\l"_Toc"2.3直流无刷电动机控制系统中PWM控制器PAGEREF_Toc\h5HYPERLINK\l"_Toc"3直流无刷电动机控制系统数学模型PAGEREF_Toc\h6HYPERLINK\l"_Toc"3.1直流无刷电动机基本方程PAGEREF_Toc\h8HYPERLINK\l"_Toc"3.2直流无刷电动机控制系统动态数学模型PAGEREF_Toc\h11HYPERLINK\l"_Toc"4硬件电路PAGEREF_Toc\h13HYPERLINK\l"_Toc"4.1主电路PAGEREF_Toc\h13HYPERLINK\l"_Toc"4.2换相电路PAGEREF_Toc\h15HYPERLINK\l"_Toc"5软件某些设计PAGEREF_Toc\h17HYPERLINK\l"_Toc"5.1软件总体构成PAGEREF_Toc\h17HYPERLINK\l"_Toc"5.2主程序设计PAGEREF_Toc\h17HYPERLINK\l"_Toc"5.3中断子程序设计PAGEREF_Toc\h19HYPERLINK\l"_Toc"结论PAGEREF_Toc\h21HYPERLINK\l"_Toc"参照文献PAGEREF_Toc\h22HYPERLINK\l"_Toc"道谢PAGEREF_Toc\h231绪论1.1直流无刷电动机发展状况电动机作为机电能量转换装置，其应用范畴已经遍及国民经济各个领域，电动机重要类型有同步电动机、异步电动机与直流电动机三种。直流电动机具备运营效率高和调速性能好等诸多长处，因而被广泛应用于各种调速系统中。但老式直流电动机均采用机械电刷方式进行换向，存在相对机械摩擦，和由此带来噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点。因而，早在19，Bulgier就提出了用整流管代替有刷直流电机机械电刷，从而诞生了无刷直流电机(BLDCM：BrushlessDirectCurrentMotor)基本思想。1955年，美国D·Harrison等人初次申请了用晶体管换向线路代替有刷直流电机机械电刷专利，标志着无刷直流电机诞生。1978年，原联邦德国MANNESMANN公司Indramat分部在汉诺威贸易展览会上正式推出其MAC永磁无刷直流电机及其驱动系统，标志着永磁无刷直流电机真正进入了实用阶段。二十世纪80年代国际上对无刷电机开展了进一步研究，先后研制成方波和正弦波无刷直流电机，在10近年时间里，无刷直流电机在国际上己得到较为充分发展。当代电力电子器件工艺日臻成熟，浮现了功率晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、功率场效应晶体管(MOSFET)，特别是绝缘栅双极晶体管(IGBT)，MOS可控晶闸管(IGCT)开发成功，使无刷直流电机功率驱动电路可靠性和稳定性得到保障。直流无刷电动机发展也使得老式电机学科同当代许多新技术发展密切有关。随着大功率半导体器件、电力电子技术、微电子技术、数字信号解决技术、当代控制理论发展以及高性能永磁材料不断浮现，如今无刷直流电机系统己经成为集特种电动机、功率驱动器、检测元件、控制软件与硬件于一体典型机电一体化产品，体现了当今工程科学领域许多最新成果。1.2直流无刷电机控制技术发展常规控制器(PID控制)尽管控制精度较高，但它需要建立描述动态系统精准数学模型，对于未知动态变化系统要建立精准数学模型是比较困难。例如干扰、参数漂移和噪声等不也许在很高精度下进行模型化。直流无刷电机是一种多变量、非线性、强耦合对象，因而运用模糊控制、神经网络控制、自适应控制、专家系统等具备自学习、自适应、自组织功能智能控制来进行无刷直流电机控制是一种有效手段，控制器计算和存储能力不断增强也为这些先进控制算法实现提供了有利条件。直流无刷电动机控制技术发展经历了如下发展过程：(1)