一、无传感器无刷直流电机系统设计(论文文献综述)
周子馨[1](2021)在《单相无刷直流电机无传感器控制系统》文中研究指明单相无刷直流电机减少了2/3的绕组线圈和电子元件,大幅度地降低了电机本体和控制电路的成本,因此在低成本、小功率的设备中受到越来越多的关注。为了去掉控制系统中的位置传感器从而进一步降低成本,以及优化相电流的波形从而提高电机效率,本文围绕单相无刷直流电机的无传感器控制展开研究。首先,建立了具有锥形气隙的单相无刷直流电机本体结构的电机模型,根据虚位移法和偏微分法的方法,推导并求解了齿槽转矩和电磁转矩的离散化表达式,分析了单相无刷直流电机定位、起动过程中受到的转矩作用;建立了锥形气隙产生的反电动势的分段线性化模型,根据微分方程求解了开环PWM控制下的相电流表达式,分析了相电流畸变产生的原因;通过有限元分析、实验波形与解析分析结果的对比,验证了所提出的数学模型的正确性。其次,基于开环PWM控制下相电流存在畸变和尖峰的特征,提出了基于电流尖峰检测的换相位置估测方法,利用建立的相电流模型求解了不同的电机运行状态时电流畸变及检测参数的变化,提出了转子初始位置判断的方法。然后,根据傅里叶级数的求解,得到了反电动势和转子磁链的正弦表达式,设计了一阶惯性滤波器实现了对转子磁链的观测;通过双Park变换、低通滤波器及负反馈的方法解耦了交直流分量,分离出观测转子位置误差分量并构成单相锁相环,实现了转子位置的观测;基于转子磁链幅值固定不变的假设,简化了双Park变换及滤波器的计算,提出了简化的单相锁相环;基于相位超前控制的方法,利用反电动势波形作为端电压波形,并通过检测反电动势过零点处相电流的极性进行超前换相角的调节,实现了自适应的相电流整形控制。最后,搭建了单相无刷直流电机无传感器控制系统的实验平台,对本文提出的无传感器控制方法、相电流整形控制方法进行了实验验证。
王兵[2](2020)在《无位置传感器无刷直流电机控制系统研究》文中认为无刷直流电机不仅结构简单、运行可靠、维护方便,而且具有传统有刷直流电机工作效率高、调速性能优越的特点,应用范围十分广泛。无刷直流电机运行时需要获取转子位置,无位置传感器方式通过设计电路对电压或电流等参数进行采集和计算而间接的获取电机换相信息,取代了位置传感器,克服了位置传感器易受环境影响且容易损坏的缺点,因此,成为了当前研究的热点。本文首先阐述了无刷直流电机的背景情况和研究意义,并且对无刷直流电机的发展及关键及技术研究现状进行了详细介绍。其次,分析了反电动势过零点检测换相信号方法的工作原理,介绍了三段式启动方法的原理及具体实现步骤。然后针对电机调速范围较大,三段式启动法对电机启动阶段转速波形影响较大的情况,在给定转速与当前转速差值较大的情况下,采用经典PI控制,并在PI控制阶段加入分段限幅环节,当无刷直流电机稳定运行时,自动切换为模糊PI控制。使得无刷直流电机控制系统具有较大的调速范围,响应速度快,抗干扰能力强的优点。通过Matlab/Simulink构建了仿真模型,验证三段式启动与反电动势法的正确性,对比分析不同控制方法下的转速波形,验证改进方法的优越性。最后,基于STM32F103RCT6搭建了无位置传感器无刷直流电机控制系统的硬件和软件实验平台,经过对比,仿真与实验结果和理论分析一致,验证了此设计方法的正确性与优越性。图[59]表[6]参[78]
左艺鸣[3](2020)在《基于霍尔位置传感器无刷直流电机控制系统研究》文中进行了进一步梳理在无刷直流电机(brushless DC motor)控制系统中,为了精确获得转速闭环和空间矢量脉冲调制所需要的转子速度和角度信息,需要采用高精度转子位置传感器以保证电机控制效果更好,但高精度传感器会导致系统硬件可靠度下降、控制费用增加等问题。因此,研发成本低、可靠性好、维修简单、易于维护的无刷直流电机转子位置信息估计算法,逐渐成为电机控制领域的主要方向。在无刷直流电机控制系统中,使用如开关型HALL位置传感器这样的低分辨率位置传感器,可以替代成本更高、估计精确的旋转编码器、机械位置编码器等位置传感器。低成本的低分辨率位置传感器安装、维护非常方便,且不易受到外部环境的影响。但是,在系统中仅依靠这些较低分辨率的传感器输出信号很难对无刷直流电机的转子位置进行精确估计,因此,必须对这些信号进行处理,以获取精确的无刷直流电机转子位置信号用于电机的高性能控制。本文提出了一种基于开关型HALL位置传感器的新型转子位置估算算法。当电机在低速运行时,采用了改进型1阶加速算法,算法中引入了转速和交轴电流对转子的位置进行估算;当电机在高速运行时,利用位置速度传感器的转速输出稳定值函数对一阶滑模运动观测器控制算法的估计值转速进行二次线性数值修正,结合1阶运动加速度控制算法对其转速进行了线性加权平均计算处理,得到了较为准确的电机旋转转速和位置信号。同时,为了保证无刷直流电机系统运行的可靠性,本文基于HALL位置传感器对转子的位置进行估算,提出了新的无刷直流电机故障诊断和错误控制方法,用于解决HALL位置传感器故障导致转子位置估计不准确、驱动不正常等问题。在电机工作时,检测三相HALL传感器的输出信号,判断在传感器工作过程中有没有发生传感器故障,并将其分别定义为无HALL、单、双和三相等传感器故障。在传统1阶加速算法对转子位置进行估计的基础上,建立了通过锁相环来完成转子位置提取的滑模观测器。针对不同的电机状态,协调输出1级加速算法的权重和滑模估算值。最后,通过实验验证,新的故障诊断和容错控制在单相HALL位置传感器故障类型中的控制效果比传统的容错控制算法控制效果更好,提高了系统的可靠性和稳定性。该论文有图52幅,表6个,参考文献71篇。
谢磊[4](2020)在《基于无位置传感器技术的无刷直流电机控制系统研究》文中认为无刷直流电机有着结构简单、调速范围宽、运行性能好和无励磁损耗等诸多优点,被广泛的应用于现代工业装备和家用电器中。无刷直流电机的平稳运行通常取决于采用何种驱动控制策略以快速准确地辨识转子磁场位置信息,有无位置传感器的控制技术选择是直流电机驱控策略的核心要义之一。鉴于当前直流电机产品小型化和低成本的要求,无位置传感控制技术成为当前无刷直流电机驱动控制中的研究热点。本文简要阐述了无刷直流电机的发展与应用前景,全面分析了无刷直流电机的运行原理及驱控系统的基本结构,详细阐述了基于反电势法的无位置检测控制和调速技术同时改良了检测电路,建立了无位置控制的模糊控制PI控制模型和算法。最后,设计并搭建了基于STM32F051R8T6的无刷直流电机控制系统,研制了相应的物理样机验证上述控制模型与算法。本文以无位置传感的无刷直流电机控制系统为研究对象,采用了改进的三段式电机启动方法,基于端电压反电势过零时序控制策略,以模糊PI算法实现调速的控制技术。实验结果表明该方法可提供准确的电机换相信号,在实现无位置传感器控制的同时,无刷电机性能表现出了具有相对较高的控制精度高、较快的响应速度和较好的调速性能。
郑晨[5](2020)在《无刷电机伺服驱动与闭环调速系统设计》文中提出无刷直流电机具有高效率和高功率密度,并因其优良的控制特性和机械特性在诸多领域中获得了广泛应用。其中由逆变器构成的换相电路起到电子换相的作用,即改变合成磁动势方向。为了实现换相控制,必须对转子位置信息进行检测,传统的有位置传感器无刷直流电机的驱动技术工艺复杂、受工作运行环境限制等诸多问题,这些问题在一定程度上限制了无刷直流电机的应用范围。因此无位置传感器无刷直流电机关键技术的进一步研究具有重要的实际应用价值和意义。本文以无位置传感器技术为主要研究内容,针对几个关键的技术问题进行讨论,即转子位置辨识方法、电机起动方法、换相误差产生原因及换相误差补偿。并对这几个问题进行仿真以及实验的研究验证。本文根据电机的电压方程,利用线电压差法检测反电动势过零点,该方法无需重新构造电机中性点,不增加电机的硬件电路,适用范围更广泛。在线电压差检测反电动势过零点方法的基础上,分析产生换相误差的原因。从换相期间的续流过程入手,通过分解线电压差信号,分析超前换相的产生机理。分析了换相误差角度和线电压差积分值的数学关系,同时考虑了续流过程对线电压差积分值的影响,在此基础上提出了一种基于线电压差积分的无位置传感器无刷直流电机换相误差校正方法。针对无位置传感器的起动问题,根据定子铁芯饱和效应,分析了绕组等效电感和转子位置的关系,根据这个关系提出一种判断转子初始位置的方法。在电机外同步加速阶段,通过短脉冲和长脉冲驱动电机并检测转子所在扇区,脉冲加速电动机的同时也动态提供转子位置信息,并且这个过程不会产生反向的电磁转矩干扰电机起动过程。电机起动方案的最后一步,自同步切换阶段,本文提出有效的同步切换策略,使电机从外同步级切换到自同步级。在Matlab/Simulink中完成了无位置传感器无刷直流电机控制系统的仿真研究,搭建了带有位置传感器无刷直流电机控制系统和无位置传感器无刷直流电机控制系统及其换相补偿策略的仿真。同时对比了由位置传感器产生的换相信号和补偿后无位置传感器产生的换相信号,证明无位置传感器方法的有效性。
魏群[6](2020)在《基于线反电动势的高速无刷直流电机控制策略研究》文中研究说明无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)是一种随着微处理器技术的发展和电力电子技术的进步而出现的机电一体化设备,因为其结合了交流电机结构简单和直流电机调速性能优良的特点使得这种电机逐渐在各个领域得到应用。传统的无刷直流电机采用位置传感器对转子位置进行检测,进而控制交流电机本体部分实现换相。与之相比,新出现的无转子位置传感器的无刷直流电机调速控制系统,体积小、精度高的优势日益明显。本文主要将对高速无刷直流电机无位置传感器的控制进行分析并设计优化控制系统。首先,分析了无刷直流电机在高速、无位置传感器检测方法、转子位置校正方法与控制算法等方面的国内外研究现状,在搭建无刷直流电机的数学模型的基础上,进一步分析无刷直流电机产生转矩脉动的原因、抑制方法及脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)导通方式。然后从数学模型出发,提出了基于反电动势和的转子位置校正方法与基于相电流的转子位置校正方法,同时给出了基于相电流的转子位置校正的比例积分控制(Proportion Integral,PI)设计方案,并验证了所提方法与设计方案的正确性。其次,深入分析无刷直流电机控制方法中的三三导通与两两导通方式,在研究基于端电压与基于相电压的位置检测方法的基础上,提出了一种新型的基于线反电动势的位置检测方法,对采用该方法的无刷直流电机无感控制系统进行仿真,仿真结果验证了总体设计方案的正确性与优越性,通过对比反电动势、电流与转矩波形,进一步验证了所提校正方法的高效性。最后,给出了基于线反电动势的无位置传感器无刷直流电机控制系统的设计方案,以TMS320F28335为核心主控芯片,在给出控制系统设计结构框图的基础上,设计了系统中各部分硬件电路,并给出基于线反电动势检测的高速无刷直流电机的控制程序流程图,验证了高速无刷直流电机无传感器控制系统的可实施性。
刘宇翔[7](2020)在《基于反电动势神经网络换相算法的无感无刷直流电机驱动系统研究与设计》文中指出随着科技制造水平的提高及办公自动化的发展,人们对日常电器等设备要求越来越趋向于智能化、小型化、便携化,而电机作为其中的重要组成部分,其高效、稳定、小型化等特点越来越受到业界的重视。相对于传统的有刷直流电机与有感无刷直流电机,噪声小、成本低、稳定性好的无感无刷直流电机近年来得到了越来越广泛的应用。自无感无刷直流电机发明以来,使用最为广泛的换相方法是基于电机反电动势的过零点检测法。该方法设计简单且实现成本低,在电机匀速运转时有着较为稳定的控制效果。但在电机加速、减速或负载变化时,实际换相点与理想换相点之间会存在偏差,导致电机运行功耗变高,工作稳定性变差,甚至出现堵转、反转等运行错误。针对这一问题,本文提出在反电动势过零点检测算法的基础上,结合BP神经网络对电机换相延迟时间进行精确预测,并以此为核心搭建了一套无感无刷直流电机的驱动平台。本文首先通过在Simulink中对无刷直流电机进行建模仿真,采集了电机运行数据后进行训练得到了性能最好的神经网络控制结构。通过在系统中对比测试不同换相策略下电机的性能,在理论上验证了所提出的基于反电动势神经网络的换相方法相比于传统换相策略在运行功耗、系统稳定性、超调量等方面的性能都有较大提升,与理想情况下电机转速曲线的均方差只有15.906。为验证该控制策略在实际工作时下的性能,本文基于GD32F103的MCU制作了无刷直流电机驱动板,并搭建了完整的无刷直流电机实验系统。利用增量式编码器实现电机工作状态的精确采集,并利用FPGA作为中转模块,通过MCU将电机工作数据上传至PC端,并在PC端完成了神经网络的训练。另一方面,利用FPGA实现了神经网络的运算加速以满足无感无刷电机控制的实时性需求。实验结果表明所提出的基于反电动势神经网络的换相策略可降低系统运行功耗约11.3%,有效提高系统运行稳定性,所搭建的无感无刷直流电机驱动系统针对实验中所用的7对极电机也实现了1500-8000rpm的较宽的电机调速范围。
李鑫[8](2020)在《轮毂电机无位置传感器模糊控制》文中研究指明本文根据轮毂电机(In-wheel motor)运行原理,并结合传统霍尔传感器的控制方法,采用通过检测反电动势过零点信号的无传感器控制方法,代替传统霍尔换相逻辑的方法。轮毂电机换相方式采用最佳分时换相策略指导换相。无位置传感器轮毂电机的起动方法采用三段式起动方法。由于反电动势在电机转速低时测取困难,先开环起动电机,使电机达到一个较高的转速时提取其反电动势,再根据反电动势过零点后30°的时刻进行换相,该方法具有电机超调量小,相应速度快的优点。根据电机控制原理,选用MATLAB软件中的Simulink对轮毂电机进行仿真。控制系统采用电流环和速度环的双闭环控制,其中电流环为传统PI控制,速度环采用模糊PI控制。经过仿真验证,电机控制效果良好。实验平台控制芯片选用STM32F103芯片,开发语言为C语言,编译环境为Keil u Vision5。硬件电路采用Altium Designer软件分别对电源模块、硬件驱动电路模块、反电动势检测电路模块和按键电路模块进行设计。软件部分在Keil u Vision5编译环境下,设计电机控制主程序,对中断程序、电机起动程序、外同步运行程序、换向逻辑程序和模糊PI整定函数相关模块进行函数封装。控制芯片上电运行,将实验结果进行对比分析,电机运行效果符合仿真预期,在工作环境较差、需求精度高等应用场合下有着广阔的应用空间。
李伟[9](2020)在《电动教练车用无刷直流电机驱动器及控制策略研究》文中认为与传统燃油教练车相比,电动教练车采用蓄电池供电,减少了燃油教练车燃烧汽油带来的化石燃料的消耗与大气污染,具有环保节能特点。目前,燃油汽车仍在我国市场占很大比重,为了实现日常训练与考试的对接,所研究的电动教练车必须具有燃油教练车的操作特性。电动教练车用于驾校科目二训练时处于低速运行状态,在这种状态下经常频繁启停,爬坡,具有“怠速”和“熄火”的特性。为了保证电动教练车在低速时具有良好的运行特性其驱动电机必须要在低速时输出较大的转矩。无刷直流电机保留了直流电机良好的调速、控制和运行特性,具有体积小、效率高、启动转矩大、功率密度高、免维护等一系列优点,符合电动教练车对驱动电机的要求。电动教练车“怠速”运行时无刷直流电机转矩脉动较大,影响了整车性能。本文采用具有占空比调节的直接转矩控制策略抑制无刷直流电机低速转矩脉动。针对电动教练车在驾校中运行状态设计了驱动器硬件电路和软件程序,并在通过实验验证了设计软硬件的可行性。本文研究主要内容如下:(1)介绍了电动汽车、电动教练车、无刷直流电机及其驱动器的发展现状,指出研究课题的背景及目的意义。分析了电动教练车驱动控制系统,对车辆爬坡时进行受力分析,计算出电机转速、转矩及功率。通过分析科目二训练时长规律,从能量角度计算出电池容量。最后选择了 72V,5KW的无刷直流电机和6节105Ah的铅酸电池串联组成的动力电池组。根据燃油教练车发动机工作特性给出驱动器实现电机“怠速”与“熄火”控制的方法。(2)为了保证电动教练车“怠速”运行时具有良好的动、静态特性,分析了双闭环控制策略和直接转矩控制策略并给出系统设计。从无刷直流电机换相动态过程分析了直接转矩控制策略对低速转矩脉动抑制机理,并在MATLAB/Simulink中搭建了相应的仿真模型。仿真结果表明,基于占空比调节的直接转矩控制策略较双闭环控制下无刷直流电机转矩脉动减小约20%。(3)依据实验室现有电机,以IPM模块为主功率电路,STM32为主控芯片设计了驱动器硬件电路。并在Keil uVision5开发环境下设计了软件程序。模拟电动教练车用无刷直流电机的工作过程搭建了实验平台,做了电机空载、带载和“怠速”实验,并测得相关波形和数据。实验结果表明,本文设计的电动教练车用无刷直流电机驱动器及控制策略适用于电动教练车且具有良好性能。且采用直接转矩控制时相电流波形接近理想方波,说明直接转矩控制策略能有效减小无刷直流电机低速转矩脉动,提高了无刷直流电机的低速性能。
董淑海[10](2019)在《基于高频信号耦合注入的永磁无刷直流电机转子初始位置检测》文中提出永磁无刷直流电机具有结构简单、运行可靠、效率高等优点,被广泛应用到航空航天、轨道交通、汽车电子和家用电器等领域。转子初始位置的确定是永磁无刷直流电机无反转稳定起动的基础,直接影响电机最大起动转矩和最小起动时间。若不能准确检测转子初始位置,则会导致电机反转、起动电流过大、起动失败等问题。为了实现电机静止时的转子初始位置检测,本文利用电机绕组电感与转子位置之间的关系,提出了一种基于高频信号耦合注入的转子初始位置检测方法。本方法通过耦合的方式向电机绕组注入高频检测信号来检测三相绕组电感大小关系,可首先将转子位置确定在两个相差180°电角度的扇区内。然后再由逆变器施加两个方向相反的电压矢量,比较直流母线响应电流的大小确定永磁体转子极性,最终将转子位置确定在30°电角度的扇区内。相比于现有方法,本文所提方法通过耦合注入的方式突破了直流侧电压固定和逆变器开关频率有限的限制,降低了检测信号幅值的同时显着提高了检测信号的频率,从而可以在准确检测转子初始位置的同时有效减小位置检测过程中产生的电磁转矩,降低了电机转子在初始位置检测过程中发生误转的可能性。最后搭建了以DSP+FPGA为主控制器的实验平台,并在不同转子位置下对本文所提转子初始位置检测方法方法进行了实验验证。实验结果表明,本文所提方法在不同情况下都可以准确检测电机转子初始位置。
二、无传感器无刷直流电机系统设计(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、无传感器无刷直流电机系统设计(论文提纲范文)
(1)单相无刷直流电机无传感器控制系统(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究和发展现状 |
1.3 本文研究内容概述 |
第2章 单相无刷直流电机的基本理论 |
2.1 单相无刷直流电机的系统组成与运行原理 |
2.1.1 系统组成 |
2.1.2 运行原理 |
2.2 单相无刷直流电机的转矩分析 |
2.2.1 齿槽转矩 |
2.2.2 电磁转矩 |
2.2.3 转子运动方程 |
2.3 单相无刷直流电机的电流分析 |
2.4 数学模型的验证 |
第3章 单相无刷直流电机的无传感器控制 |
3.1 基于电流尖峰检测的换相时间估测方法 |
3.1.1 相电流的特征 |
3.1.2 转子定位及起动方法 |
3.2 基于磁链观测及单相锁相环的转子位置观测方法 |
3.2.1 磁链观测器 |
3.2.2 单相锁相环 |
3.2.3 参数分析 |
3.2.4 简化的单相锁相环 |
3.3 基于相位超前的自适应相电流整形控制方法 |
第4章 单相无刷直流电机无传感器控制系统的实现 |
4.1 控制系统的硬件设计 |
4.1.1 控制电路 |
4.1.2 功率驱动电路 |
4.1.3 电流采样电路 |
4.1.4 单相无刷直流电机 |
4.2 控制系统的软件设计 |
4.3 实验结果与分析 |
4.3.1 基于电流尖峰检测的换相位置估测实验 |
4.3.2 基于磁链观测及单相锁相环的无传感器控制实验 |
4.3.2.1 基于双Park变换的单相锁相环在开环PWM控制下的实验 |
4.3.2.2 基于简化的单相锁相环在开环PWM控制下的实验 |
4.3.3 基于相位超前的自适应相电流整形控制实验 |
4.3.3.1 基于双Park变换的单相锁相环在相电流整形控制下的实验 |
4.3.3.2 基于简化的单相锁相环在相电流整形控制下的实验 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 本文研究内容总结 |
5.2 后续研究工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间科研成果 |
(2)无位置传感器无刷直流电机控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究的背景及意义 |
1.2 无刷直流电机的发展与研究现状 |
1.2.1 无传感器转子位置检测技术研究现状 |
1.2.2 无位置传感器启动方法研究现状 |
1.2.3 智能控制技术研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
1.4 本章小结 |
2 无刷直流电机工作原理 |
2.1 无刷直流电机基本结构 |
2.1.1 无刷直流电机定子 |
2.1.2 无刷直流电机转子 |
2.1.3 位置传感器 |
2.1.4 电子换向器 |
2.2 无刷直流电机的数学模型 |
2.2.1 定子电压平衡方程 |
2.2.2 电磁转矩与转子运动方程 |
2.2.3 反电势方程 |
2.3 无刷直流电机运行原理 |
2.4 无刷直流电机的换流过程分析 |
2.5 本章小结 |
3 无位置传感器无刷直流电机控制技术 |
3.1 电机启动方法 |
3.1.1 转子预定位 |
3.1.2 转子加速 |
3.1.3 状态切换 |
3.2 反电动势法过零点检测方法 |
3.2.1 反电动势法过零点检测原理 |
3.2.2 转子位置信号误差补偿 |
3.3 无位置传感器无刷直流电机模糊PI控制方法 |
3.3.1 PID控制方法分析 |
3.3.2 模糊PI控制方法分析 |
3.3.3 模糊PI转速控制器的设计 |
3.3.4 改进的模糊PI控制方法 |
3.3.5 改进的PI控制方法 |
3.4 本章小结 |
4 无位置传感器无刷直流电机控制系统仿真 |
4.1 基于Matlab/Simulink的系统仿真 |
4.1.1 无刷直流电机参数选择 |
4.1.2 位置检测模块及换相区间判定模块分析 |
4.1.3 启动及闭环运行模块 |
4.1.4 电流检测模块 |
4.1.5 模糊PI控制 |
4.1.6 改进的模糊PI控制 |
4.2 仿真结果分析 |
4.3 本章小结 |
5 无刷直流电机软硬件控制系统设计 |
5.1 无刷直流电机硬件控制系统结构设计 |
5.1.1 STM32控制电路 |
5.1.2 驱动电路 |
5.1.3 电流检测电路 |
5.1.4 反电动势过零检测电路 |
5.1.5 过压保护电路 |
5.1.6 电源管理电路 |
5.2 无刷直流电机软件控制系统设计 |
5.2.1 主程序设计 |
5.2.2 无刷直流电机的启动阶段子程序设计 |
5.2.3 转子位置检测及换相子程序设计 |
5.2.4 改进模糊PI控制子程序设计 |
5.3 系统测试 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(3)基于霍尔位置传感器无刷直流电机控制系统研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究的背景及意义 |
1.2 无刷直流电机位置检测技术 |
1.3 低分辨率传感器观测算法研究现状 |
1.4 本文主要研究方向 |
2 BLDCM工作原理及模型分析 |
2.1 无刷直流电机结构 |
2.2 无刷直流电机运行原理 |
2.3 无刷直流电机矢量控制 |
2.4 本章小结 |
3 低分辨率位置传感器估计算法研究 |
3.1 霍尔传感器位置信号获取 |
3.2 基于霍尔传感器的转速计算及转子位置估算 |
3.3 无位置传感器滑模反电动势观测器 |
3.4 新型转子位置观测器 |
3.5 本章小结 |
4 BLDCM控制系统硬件设计 |
4.1 系统硬件总体架构 |
4.2 主控电路 |
4.3 电源电路 |
4.4 采样电路 |
4.5 电机驱动电路 |
4.6 霍尔信号接口线路 |
4.7 本章小结 |
5 无刷直流电机控制系统软件设计 |
5.1 软件系统结构框架 |
5.2 软件系统运行流程 |
5.3 电机驱动模块软件设计 |
5.4 本章小结 |
6 BLDCM控制系统的实验测试 |
6.1 搭建实验平台 |
6.2 实验结果及分析 |
6.3 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 本文写作总结 |
7.2 未来工作展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(4)基于无位置传感器技术的无刷直流电机控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 无刷直流电机的发展和前景 |
1.2 无刷直流电机的国内外研究热点与现状 |
1.3 选题的背景与意义 |
1.4 本文研究的内容和主要工作 |
第二章 无刷直流电机的结构与运行数学模型 |
2.1 无刷直流电机控制系统结构组成 |
2.1.1 无刷直流电机本体结构 |
2.1.2 转子位置检测装置 |
2.1.3 电路装置 |
2.2 无刷直流电机的运行时结构选择 |
2.2.1 无刷直流电机绕组连接方式选择 |
2.2.2 无刷直流电机开关电路选择 |
2.2.3 无刷直流电机导通方式选择 |
2.3 无刷直流电机的数学模型 |
2.3.1 电压方程 |
2.3.2 转矩方程 |
2.3.3 拖动方程 |
2.3.4 传递函数及其控制框图 |
2.4 本章小结 |
第三章 无刷直流电机位置检测技术 |
3.1 反电势过零检测法 |
3.1.1 反电势检测原理 |
3.1.2 基于端电压的反电势过零检测 |
3.1.3 补偿相位设计 |
3.2 三段式启动 |
3.3 本章小结 |
第四章 无刷直流电机调速阶段的模糊PI控制 |
4.1 经典PID控制器与参数整定方法 |
4.2 模糊控制理论 |
4.2.1 模糊控制系统结构 |
4.2.2 模糊控制维数确定 |
4.3 无刷电机模糊自适应PI的仿真设计 |
4.3.1 模糊控制器规则建立 |
4.3.2 模糊PI仿真模块建立 |
4.3.3 无刷电机控制系统PI建模 |
4.4 仿真结果分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 无刷直流电机驱控系统的软硬件设计 |
5.1 硬件电路设计 |
5.1.1 主控芯片选择 |
5.1.2 电源电路 |
5.1.3 全桥驱控电路 |
5.1.4 负载功率检测电路 |
5.1.5 反电势检测电路 |
5.2 系统软件设计 |
5.2.1 软件开发环境介绍 |
5.2.2 系统自检程序 |
5.2.3 电机启动程序 |
5.2.4 电机换相程序 |
5.2.5 转速控制程序 |
5.3 本章小结 |
第六章 实验与分析 |
6.1 实验平台搭建 |
6.2 驱控板基础功能实验与分析 |
6.3 驱控板无感性能实验与分析 |
6.4 驱控板模糊PI控制器实验与分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 总结和展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士论文期间发表的成果 |
(5)无刷电机伺服驱动与闭环调速系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1.绪论 |
1.1 背景与意义 |
1.2 无刷直流电机的发展 |
1.3 无刷直流电机的研究热点 |
1.4 论文主要内容和结构安排 |
2.无刷电机系统组成与工作原理 |
2.1 无刷直流电机的结构 |
2.1.1 无刷直流电机本体结构 |
2.1.2 电子换相电路 |
2.1.3 位置传感器 |
2.1.4 主电路拓扑结构 |
2.2 无刷直流电机工作原理 |
2.3 无刷直流电机的运行特性 |
2.3.1 启动特性 |
2.3.2 工作特性 |
2.3.3 调节特性 |
2.3.4 机械特性 |
2.4 无刷直流电机的数学模型 |
3.系统的控制策略 |
3.1 换相误差的产生原因 |
3.1.1 滤波电路带来的相移 |
3.1.2 续流对位置检测的影响 |
3.2 基于反电动势过零检测的无位置方法检测设计 |
3.2.1 反电动势和转子位置的关系 |
3.2.2 基于线电压差反电动势过零点检测方法 |
3.2.3 换相误差补偿 |
3.3 启动方式的设计 |
3.3.1 短时脉冲定位原理 |
3.3.2 转子精确预定位 |
3.3.3 转子闭环加速阶段 |
3.3.4 自同步稳定切换阶段 |
3.4 双闭环控制 |
3.4.1 速度信号的采集和处理 |
3.4.2 双闭环控制 |
3.5 PWM调制 |
4.控制系统设计与实现 |
4.1 系统的硬件设计 |
4.1.1 控制芯片的选择 |
4.1.2 线电压差检测和过零点检测电路 |
4.1.3 电流检测电路 |
4.1.4 换相控制电路 |
4.1.5 过压保护电路 |
4.2 系统的软件设计 |
4.2.1 双闭环调节器程序 |
4.2.2 中断换相处理 |
4.2.3 启动子程序 |
4.3 实验结果分析 |
4.3.1 初始位置检测仿真 |
4.3.2 换相误差补偿仿真 |
4.3.3 电机启动仿真 |
4.3.4 模糊PI仿真 |
5.结论与展望 |
5.1 课题总结 |
5.2 课题展望 |
参考文献 |
致谢 |
(6)基于线反电动势的高速无刷直流电机控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状分析 |
1.2.1 高速直流无刷电机研究现状 |
1.2.2 无位置传感器控制研究现状 |
1.2.3 转子位置校正方法研究现状 |
1.2.4 无刷直流电机起动方法研究现状 |
1.2.5 无刷直流电机的控制算法 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第2章 无刷直流电机工作原理与分析 |
2.1 无刷直流电机的工作原理 |
2.1.1 无刷直流电机的基本结构 |
2.1.2 无刷直流电机的数学模型 |
2.2 无刷直流电机转矩脉动分析 |
2.2.1 产生转矩脉动的原因 |
2.2.2 转矩脉动抑制策略 |
2.3 本章小结 |
第3章 无刷直流电机改进转子位置校正方案及仿真 |
3.1 改进转子位置校正方案 |
3.1.1 基于反电动势和的转子位置校正方法 |
3.1.2 基于相电流的新型转子位置校正方法 |
3.2 PI控制的设计 |
3.2.1 PI控制 |
3.2.2 PI调节器设计 |
3.2.3 仿真结果 |
3.3 本章小结 |
第4章 无刷直流电机改进位置检测方法及仿真研究 |
4.1 无位置传感器控制方式 |
4.1.1 PWM调制方式 |
4.1.2 端电压检测方法 |
4.1.3 相电压检测方法 |
4.2 导通方式 |
4.2.1 两两导通方式 |
4.2.2 三三导通方式 |
4.3 基于线反电动势的转子位置检测方法 |
4.3.1 线反电动势过零检测原理 |
4.3.2 转子位置检测方法 |
4.4 无刷直流电机控制系统仿真 |
4.4.1 无刷直流电机本体建模 |
4.4.2 双闭环控制建模 |
4.4.3 逻辑换相建模 |
4.4.4 线反电动势检测建模 |
4.5 实验及仿真分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 高速无刷直流电机无传感器控制系统设计 |
5.1 总体控制方案 |
5.1.1 无刷直流电机控制方案 |
5.1.2 硬件模块设计及器件选型 |
5.2 软件设计 |
5.3 实验结果 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
致谢 |
(7)基于反电动势神经网络换相算法的无感无刷直流电机驱动系统研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文研究内容 |
1.4 论文组织架构 |
1.5 本章小结 |
第二章 无刷直流电机换相原理分析及神经网络结构设计 |
2.1 无刷直流电机基本结构 |
2.2 基于反电动势的无感无刷直流电机换相原理分析 |
2.2.1 基于反电动势的无感无刷直流电机控制原理分析 |
2.2.2 反电动势换相策略存在问题分析 |
2.3 神经网络控制概述与网络结构设计 |
2.3.1 神经网络基本结构分析 |
2.3.2 常见神经网络结构介绍与网络结构选择 |
2.3.3 基于反电动势的神经网络结构设计 |
2.3.4 基于反电动势的神经网络训练原理分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 无刷直流电机系统仿真与换相策略验证分析 |
3.1 基于Simulink的无刷直流电机仿真系统设计与分析 |
3.1.1 无刷直流电机仿真系统总体框架设计 |
3.1.2 无刷直流电机仿真系统各模块设计 |
3.2 基于反电动势的神经网络结构训练 |
3.2.1 神经网络训练数据采集系统设计 |
3.2.2 神经网络训练方法设计与神经网络结构建立 |
3.3 基于反电动势的神经网络换相策略性能验证 |
3.3.1 验证系统总体框架设计 |
3.3.2 基于传统反电动势换相模块设计 |
3.3.3 一种基于BP神经网络的传统换相模块设计 |
3.3.4 基于反电动势的神经网络换相模块设计 |
3.3.5 仿真测试结果与分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 硬件系统测试与结果分析 |
4.1 总体系统结构设计 |
4.2 无刷直流电机驱动系统设计 |
4.2.1 无刷直流电机驱动系统结构分析 |
4.2.2 无刷直流电机驱动系统各模块设计 |
4.3 神经网络训练数据采集系统设计与结果分析 |
4.3.1 硬件测试系统设计 |
4.3.2 MCU驱动程序设计 |
4.3.3 FPGA驱动程序设计 |
4.3.4 系统运行结果与神经网络结构训练 |
4.4 基于神经网络的无感无刷电机换相系统设计与结果分析 |
4.4.1 硬件测试系统设计 |
4.4.2 MCU驱动程序设计 |
4.4.3 FPGA驱动程序设计 |
4.4.4 测试结果分析 |
4.5 本章小结 |
总结与展望 |
一、本文工作总结 |
二、未来工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(8)轮毂电机无位置传感器模糊控制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 轮毂电机国内外发展现状 |
1.2.2 电机控制方法的发展现状 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第2章 轮毂电机的结构及数学模型 |
2.1 轮毂电机的结构 |
2.2 轮毂电机的工作原理 |
2.3 轮毂电机的数学模型 |
2.3.1 电压方程 |
2.3.2 转矩方程 |
2.3.3 传递方程和等效电路 |
2.4 轮毂电机的换相方式 |
2.4.1 分时换相策略 |
2.4.2 最佳分时换相策略的研究 |
2.5 无位置传感器轮毂电机控制方法 |
2.5.1 无位置传感器轮毂电机起动 |
2.5.2 无位置传感器转子位置检测 |
2.6 本章小结 |
第3章 轮毂电机控制策略及仿真 |
3.1 轮毂电机方波控制 |
3.1.1 PWM调制系统 |
3.1.2 PWM调制方式 |
3.2 模糊控制及模糊控制器设计 |
3.2.1 模糊控制 |
3.2.2 基于模糊控制轮毂电机Simulink仿真 |
3.2.3 仿真结果分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 控制系统设计与实验分析 |
4.1 系统的总体设计 |
4.2 硬件电路设计 |
4.2.1 控制芯片 |
4.2.2 电源模块 |
4.2.3 驱动电路 |
4.2.4 反电动势检测电路 |
4.2.5 按键电路 |
4.2.6 JLink仿真器 |
4.3 软件设计 |
4.3.1 主程序设计 |
4.3.2 中断程序设计 |
4.3.3 电机起动程序设计 |
4.3.4 外同步运行程序 |
4.3.5 反电动势换相程序 |
4.3.6 换相逻辑程序 |
4.3.7 模糊PI参数整定函数 |
4.4 实验平台的搭建与结果分析 |
4.4.1 电机起动 |
4.4.2 电机空载实验 |
4.4.3 电机负载实验 |
4.4.4 基于模糊PI电机性能优化实验 |
4.5 本章小节 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
致谢 |
(9)电动教练车用无刷直流电机驱动器及控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题背景与研究目的意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 电动汽车研究现状 |
1.2.2 电动教练车的发展现状 |
1.3 无刷直流电机及其驱动器研究现状 |
1.3.1 无刷直流电机研究现状 |
1.3.2 无刷直流电机驱动器发展现状 |
1.4 本文研究主要内容及章节安排 |
2 电动教练车驱动控制系统分析 |
2.1 燃油教练车发动机特性分析 |
2.2 电动教练车驱动系统设计 |
2.2.1 无刷直流电机参数选型 |
2.2.2 蓄电池参数选型 |
2.3 无刷直流电机基本结构与工作原理 |
2.3.1 无刷直流电机基本结构 |
2.3.2 无刷直流电机工作原理 |
2.4 无刷直流电机数学模型及传递函数 |
2.4.1 无刷直流电机数学模型 |
2.4.2 无刷直流电机传递函数 |
2.5 离合器操作对驱动器设计要求分析 |
2.6 本章小结 |
3 电动教练车用无刷直流电机控制策略研究 |
3.1 双闭环控制策略研究 |
3.1.1 PID调速原理介绍 |
3.1.2 无刷直流电机双闭环控制系统设计 |
3.2 直接转矩控制控制策略研究 |
3.2.1 无刷直流电机直接转矩控制基本思想 |
3.2.2 无刷直流电机直接转矩控制原理及特点 |
3.2.3 无刷直流电机电压空间矢量表示方法及选择 |
3.2.4 无刷直流电机直接转矩控制系统设计 |
3.3 直接转矩控制对低速转矩脉动的抑制 |
3.4 无刷直流电机控制策略仿真研究 |
3.4.1 双闭环控制策略仿真 |
3.4.2 直接转矩控制策略仿真 |
3.4.3 仿真结果分析 |
3.5 本章小结 |
4 无刷直流电机驱动器硬件设计 |
4.1 驱动器总体方案设计 |
4.2 主控芯片选型 |
4.3 功率主电路设计 |
4.4 IPM外部驱动电路设计 |
4.5 缓冲电路设计 |
4.6 霍尔位置检测电路设计 |
4.7 模拟量信号调理电路设计 |
4.7.1 钥匙信号调理电路 |
4.7.2 加速踏板调理电路 |
4.7.3 电池组电压调理电路 |
4.7.4 母线电流采样调理电路 |
4.7.5 电机相电流调理电路 |
4.7.6 温度调理电路 |
4.8 电源电路设计 |
4.9 保护电路设计 |
4.10 通讯电路设计 |
4.11 本章小结 |
5 无刷直流电机驱动器软件设计 |
5.1 软件设计开发环境介绍 |
5.2 驱动器控制系统软件设计需求 |
5.3 主程序的设计 |
5.4 中断服务程序 |
5.4.1 软启动中断程序设计 |
5.4.2 转速计算程序设计 |
5.4.3 怠速闭环控制程序设计 |
5.4.4 直接转矩控制程序设计 |
5.5 离合器操纵判断程序设计 |
5.6 加速踏板信号处理程序设计 |
5.7 保护程序设计 |
5.7.1 欠压保护程序设计 |
5.7.2 过流保护程序设计 |
5.8 本章小结 |
6 实验结果与分析 |
6.1 实验平台搭建 |
6.2 实验结果与分析 |
6.3 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 全文工作总结 |
7.2 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
攻读学位期间参与的项目 |
(10)基于高频信号耦合注入的永磁无刷直流电机转子初始位置检测(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 永磁无刷直流电机发展现状 |
1.3 无位置传感器控制方法研究现状 |
1.3.1 无位置传感器控制 |
1.3.2 转子初始位置检测 |
1.4 论文主要研究内容 |
第2章 永磁无刷直流电机转子初始位置检测原理 |
2.1 永磁无刷直流电机系统模型 |
2.1.1 系统构成 |
2.1.2 数学模型 |
2.2 电机绕组电感与转子位置关系 |
2.2.1 凸极效应导致的绕组电感变化特性 |
2.2.2 饱和效应导致的绕组电感变化特性 |
2.3 转子初始位置检测原理 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于高频信号耦合注入的转子初始位置检测方法 |
3.1 基于高频信号耦合注入的永磁无刷直流电机系统 |
3.2 转子初始位置扇区判定 |
3.3 永磁体转子极性判定 |
3.4 本章小结 |
第4章 永磁无刷直流电机转子初始位置检测实验研究 |
4.1 永磁无刷直流电机系统实验平台 |
4.1.1 系统硬件设计 |
4.1.2 系统软件设计 |
4.2 转子初始位置检测实验结果分析 |
4.3 电磁转矩对比实验结果分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况 |
致谢 |
四、无传感器无刷直流电机系统设计(论文参考文献)
- [1]单相无刷直流电机无传感器控制系统[D]. 周子馨. 浙江大学, 2021(08)
- [2]无位置传感器无刷直流电机控制系统研究[D]. 王兵. 安徽理工大学, 2020(07)
- [3]基于霍尔位置传感器无刷直流电机控制系统研究[D]. 左艺鸣. 中国矿业大学, 2020(07)
- [4]基于无位置传感器技术的无刷直流电机控制系统研究[D]. 谢磊. 温州大学, 2020(04)
- [5]无刷电机伺服驱动与闭环调速系统设计[D]. 郑晨. 辽宁石油化工大学, 2020(04)
- [6]基于线反电动势的高速无刷直流电机控制策略研究[D]. 魏群. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [7]基于反电动势神经网络换相算法的无感无刷直流电机驱动系统研究与设计[D]. 刘宇翔. 华南理工大学, 2020
- [8]轮毂电机无位置传感器模糊控制[D]. 李鑫. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [9]电动教练车用无刷直流电机驱动器及控制策略研究[D]. 李伟. 陕西科技大学, 2020(02)
- [10]基于高频信号耦合注入的永磁无刷直流电机转子初始位置检测[D]. 董淑海. 天津大学, 2019(01)