滾筒式無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、無刷直流電動(dòng)機(jī)利用電子換相代替機(jī)械換相，克服了傳統(tǒng)直流電機(jī)由于電刷摩擦而產(chǎn)生的一系列問題，并且具有輸出轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、運(yùn)行可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。
　　本課題研究的是應(yīng)用于跑步機(jī)的滾筒式無刷直流電機(jī)，因此對(duì)電機(jī)的控制要求很高，包括電機(jī)轉(zhuǎn)速響應(yīng)情況，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性和自調(diào)控的情況等。為了更方便的對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，本文基于Matlab/Simulink平臺(tái)完成對(duì)跑步機(jī)用無刷直流電機(jī)整體系統(tǒng)的仿真工作。<

2、br>　　首先，本文分析了直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，從電機(jī)的基本工作原理出發(fā)，建立了無刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)此模型用Matlab/Simulink中的PSB模塊創(chuàng)建一個(gè)無刷直流電機(jī)仿真模型，作為系統(tǒng)特性分析研究的基礎(chǔ)。
　　其次，無刷直流電機(jī)是一種非線性的控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法很難實(shí)現(xiàn)對(duì)它的精確控制。本文結(jié)合系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了模糊PID控制器，模糊控制不依賴被控對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)控制，建立了基于模

3、糊PID控制器的直流無刷電機(jī)的控制系統(tǒng)仿真模型。進(jìn)行啟動(dòng)、運(yùn)行、突加負(fù)載、及模擬人跑步等過程的仿真研究，得到了系統(tǒng)在模糊PID控制器作用下的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電流、反電動(dòng)勢(shì)波形曲線，并對(duì)其進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明采用模糊PID控制提高了系統(tǒng)的控制精度，驗(yàn)證了該控制系統(tǒng)的可行性。
　　最后，本文詳細(xì)地闡述了無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)產(chǎn)生的原因，根據(jù)仿真的實(shí)際情況，重點(diǎn)分析了無刷直流電機(jī)換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，并介紹了電機(jī)在運(yùn)行時(shí)換相轉(zhuǎn)矩抑制的方法，提出了