無刷直流電機(jī)伺服系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、永磁無刷直流電機(jī)憑借體積小、重量輕、效率高和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小等優(yōu)良特性，在工業(yè)控制領(lǐng)域中占據(jù)重要地位。除此之外，在具備直流電機(jī)優(yōu)良的調(diào)速特性的同時(shí)，電子換相裝置代替了直流電機(jī)傳統(tǒng)的機(jī)械電刷，從而被廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、伺服控制等工業(yè)領(lǐng)域。現(xiàn)代科技的快速發(fā)展對(duì)永磁無刷直流電機(jī)的控制性能提出了更高的要求。所以，研究響應(yīng)迅速、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、控制精度高的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)具有非常重要的意義。但是在實(shí)際推廣中，無刷直流電機(jī)存在的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)現(xiàn)象難以避

2、免，是其發(fā)展和推廣的瓶頸。直接轉(zhuǎn)矩控制的策略的應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)的性能能夠起到有效的改善。工業(yè)上常用的PID算法，抗干擾力不強(qiáng)，負(fù)載的適應(yīng)性差，不能對(duì)電機(jī)實(shí)行更為精準(zhǔn)的控制。本文引入滑模控制算法，在調(diào)速和位置伺服的系統(tǒng)中分別進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。
　　本文首先對(duì)無刷直流電機(jī)的運(yùn)行原理和直接轉(zhuǎn)矩控制的控制原理詳細(xì)闡述，進(jìn)一步提出系統(tǒng)的控制方案。同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程，設(shè)計(jì)無刷直流電機(jī)速度閉環(huán)和位置閉環(huán)的滑?？刂扑惴?，并在MATLAB中搭建仿真模

3、型進(jìn)行驗(yàn)證。文章分別在無刷直流電機(jī)的空載和負(fù)載兩種情況下運(yùn)行仿真，并分別比較和分析了滑模算法和PID算法下的仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明，文章的設(shè)計(jì)方案，可以有效地抑制轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)現(xiàn)象，系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能良好，具備響應(yīng)快、魯棒性好、跟隨性好以及抗干擾動(dòng)性能優(yōu)越的優(yōu)點(diǎn)，具備一定的實(shí)用價(jià)值，值得推廣。結(jié)合MATLAB的仿真基礎(chǔ)，搭建了基于DSP作為主控芯片的硬件系統(tǒng)，分別對(duì)主控制電路、信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)電路、電流和位置檢測(cè)電路等進(jìn)行設(shè)計(jì)，并完成了軟件系