直流無刷電機(jī)的建模與辨識.pdf

1、無刷直流電機(jī)是隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、新型電機(jī)控制理論及新型永磁材料迅速成熟起來的一種新型電機(jī)，具有大轉(zhuǎn)矩且體積小、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的突出優(yōu)點(diǎn)。隨著永磁無刷直流電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，對電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求越來越高，既要考慮成本低廉、控制算法合理，又需兼顧控制性能好、開發(fā)周期短?，F(xiàn)實(shí)中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)往往是在離線的情況下進(jìn)行的，用什么樣的模型來代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)，是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)者首先應(yīng)當(dāng)解決的關(guān)鍵問題。
　　

2、本文首先對無刷直流電機(jī)系統(tǒng)的組成、機(jī)理等進(jìn)行深入研究，抓住其主要的動態(tài)特征，換相過程及其脈動特性等，根據(jù)換相過程中不同換相階段，電機(jī)所表現(xiàn)出來的不同特性，把直流無刷電機(jī)系統(tǒng)的模型，簡化成一個簡單的分時段的狀態(tài)空間模型。進(jìn)而通過實(shí)測電機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)，利用改進(jìn)的遺傳算法對該模型參數(shù)進(jìn)行精確辨識。
　　 為檢驗(yàn)方法的有效性，我們設(shè)計(jì)了基于STM32微控制器的實(shí)時系統(tǒng)，硬件平臺包括微控制器、功率驅(qū)動及逆變電路、電流檢測電路、電壓檢測、

3、電源電路、隔離電路、以及其他接口單元。通過軟件編程實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子位置捕獲、電機(jī)啟動、電機(jī)換相、電流采樣、速度計(jì)算、電流調(diào)節(jié)、速度調(diào)節(jié)等。基于此平臺，我們獲得了模型建立所需要的樣本數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成了模型的參數(shù)精確辨識。后通過與常用模型的對比性實(shí)驗(yàn)，表明該分時段模型結(jié)構(gòu)合理，參數(shù)辨識精度高。
　　 此外，我們以該模型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速控制仿真實(shí)驗(yàn)平臺，利用常用的PID控制來驗(yàn)證平臺的有效性，最后仿真數(shù)據(jù)與實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的比較可以證實(shí)，