無刷直流電機的控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、永磁無刷直流電機由于其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)速效果好，控制方便，已經(jīng)被廣泛運用于大量領(lǐng)域，特別是家用電器這個行業(yè)，而我們平常所見的兩輪或者三輪式電動車所用的電機均是永磁無刷直流電機。因此，研究無刷直流電機的控制方法來提高它的運行性能具有非常重要的現(xiàn)實意義。
　　無刷直流電機和其他交流電機一樣，具有多變量、非線性以及強耦合的特性。隨著矢量控制技術(shù)在永磁同步電機的控制上運用得日趨成熟，以及人們對電動車的駕駛舒適性提出的更高的要求。采用矢量控制技

2、術(shù)已經(jīng)是無刷直流電機控制系統(tǒng)的首選控制策略。本文將矢量控制技術(shù)運用于永磁無刷直流電機的控制系統(tǒng)中，解決了電機非線性，強耦合等特性帶來的難以控制的問題。本論文的研究對象為電動車用輪轂式永磁無刷直流電機，采用STM32系列的專用電動自行車控制芯片STM32FEBKC6T6為控制器，設(shè)計了無刷直流電機矢量控制系統(tǒng)。具體的研究內(nèi)容如下:
　　(1)研究了無刷直流電機兩種運行方式（兩兩導(dǎo)通和三三導(dǎo)通）的異同點，并以無刷直流電機的在三坐標(biāo)系下

3、的方程以及矢量控制的坐標(biāo)變換原理為基礎(chǔ)，為無刷直流電機的矢量控制系統(tǒng)建立了電機在兩相旋轉(zhuǎn)d，q軸坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。
　　(2)分析了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的基本實現(xiàn)方法，在原有N值與扇區(qū)的對照表上建立了一個新的對照表。同時，討論了五段式SVPWM和七段式SVPWM的開關(guān)特點以及它們各自的優(yōu)缺點，對SVPWM的調(diào)制波和直流電壓利用率進行了分析，得到了SVPWM調(diào)制波的產(chǎn)生方法和該調(diào)制方法的線性工作區(qū)域，為矢量控制系統(tǒng)的調(diào)速

4、原理進行了深入探究。其次，文中重點闡述了空間矢量脈寬調(diào)制運用于無刷直流電機控制系統(tǒng)的可行性與優(yōu)點，在空間矢量脈寬調(diào)制的方法上完成了id=0的控制方式下的矢量控制建模與仿真，從仿真上驗證了空間矢量脈寬調(diào)制的可行性與優(yōu)點。
　　(3)提出了轉(zhuǎn)速環(huán)優(yōu)化方法—柔性變結(jié)構(gòu)控制方法，研究了柔性變結(jié)構(gòu)的原理，設(shè)計了無刷直流電機矢量控制下的柔性變結(jié)構(gòu)模型，將柔性變結(jié)構(gòu)算法運用于矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)上。在Simulink環(huán)境下建立了該控制算法的仿真