集成電機(jī)推進(jìn)器控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科技的發(fā)展和國(guó)防需要，對(duì)水面水下航行器的動(dòng)力裝置要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的船舶動(dòng)力推進(jìn)裝置都是分體式設(shè)計(jì)由于體積重量大，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不方便。集成電機(jī)推進(jìn)器的出現(xiàn)解決了以上問題。集成電機(jī)推進(jìn)器是將電機(jī)本體、螺旋槳以及控制電路于一身的裝置，是水下航行器的主要組成部分之一，它將水下航行器所攜帶的能源轉(zhuǎn)變?yōu)橥七M(jìn)航行器所必需的機(jī)械能。集成電機(jī)推進(jìn)器中集成的電動(dòng)機(jī)在水中工作，可以良好的解決散熱問題，但電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)受到推進(jìn)器結(jié)構(gòu)很大的限制，結(jié)合電動(dòng)機(jī)

2、的實(shí)際工作環(huán)境，給電動(dòng)機(jī)的控制帶來(lái)一定的難度。
　　 論文首先對(duì)集成電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)研，了解集成電機(jī)推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)。對(duì)集成電機(jī)推進(jìn)器的幾種推進(jìn)電機(jī)進(jìn)行比較，在當(dāng)前的技術(shù)下，直流無(wú)刷電機(jī)作為集成電機(jī)的推進(jìn)動(dòng)力裝置具有優(yōu)勢(shì)。由于集成電機(jī)推進(jìn)器的動(dòng)力裝置是無(wú)刷直流電機(jī)，具有無(wú)刷直流電機(jī)的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的電力推進(jìn)系統(tǒng)相比，集成電機(jī)推進(jìn)器體積小，重量輕，噪聲和振動(dòng)小，散熱好，效率高，維護(hù)方便。整個(gè)集成電機(jī)推進(jìn)器結(jié)構(gòu)十分緊湊，適合

3、作為水下機(jī)器人的推進(jìn)系統(tǒng)相比，也適合其它水下航行器的動(dòng)力推進(jìn)。接著對(duì)永磁直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析研究，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，研究了直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制規(guī)律，建立了基于非線性電感特性的方波直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)仿真模型，對(duì)無(wú)位置傳感器直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的起動(dòng)、換相作了深入的探討，建立了自整定模糊-PID控制器，并將其應(yīng)用于無(wú)位置傳感器直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，得到了較好的控制效果。
　　 其次對(duì)集成電機(jī)推進(jìn)器的控

4、制方法進(jìn)行研究，并建立了仿真模型，對(duì)比了傳統(tǒng)的PID控制器和自適應(yīng)PID模糊控制器的仿真結(jié)果，得到自適應(yīng)模糊PID控制器的控制效果要比前者好。
　　 再次根據(jù)集成電機(jī)推進(jìn)器的工作原理，設(shè)計(jì)了集成電機(jī)推進(jìn)器的控制器，包括以DSP28335處理器為核心的硬件外圍電路的設(shè)計(jì)和相應(yīng)的控制軟件編寫。硬件包括主電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、電壓、電流采樣電路、邏輯控制及保護(hù)電路等電路。
　　 最后在完成硬件各個(gè)模塊電路的調(diào)試后，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行