基于dSPACE永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制策略研究.pdf

1、永磁無(wú)刷直流電機(jī)既保持了直流電機(jī)良好的調(diào)速性能,又具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)力矩大、功率密度高、維護(hù)方便等突出優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于航空航天、精密儀器、汽車(chē)電子、家用電器等領(lǐng)域。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)及其控制技術(shù)進(jìn)行了大量的研究。然而很多先進(jìn)控制策略的研究都停留在理論的離線仿真研究階段,這樣得出的研究結(jié)果與實(shí)際往往有較大的偏差,且難以應(yīng)用于實(shí)際開(kāi)發(fā)。另外,傳統(tǒng)電機(jī)控制算法的開(kāi)發(fā)一般采用軟件編程的方法實(shí)現(xiàn),其開(kāi)發(fā)過(guò)程復(fù)雜,代碼編寫(xiě)工作繁重

2、,開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),而基于dSPACE的半實(shí)物體仿真技術(shù)可以顯著加快永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制器的開(kāi)發(fā)。借助RTW和RTI的支持,dSPACE實(shí)現(xiàn)了和Matlab／Simulink的完全無(wú)縫鏈接,無(wú)需代碼編寫(xiě),在線模型便可生成實(shí)時(shí)代碼,并自動(dòng)編譯、連接、下載到實(shí)時(shí)硬件中運(yùn)行；借助于ControlDesk,dSPACE可方便的實(shí)現(xiàn)變量管理、參數(shù)在線調(diào)試等功能,從而大大縮短開(kāi)發(fā)周期。正是基于以上優(yōu)點(diǎn),本文搭建了一套以dSPACE為核心的永磁無(wú)刷直流電機(jī)

3、實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上通過(guò)離線仿真和在線實(shí)驗(yàn)的方法,深入研究了PI控制、模糊PI控制和直接轉(zhuǎn)矩控制對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)性能的影響。
　　 PI控制算法作為一種經(jīng)典的控制算法,以其實(shí)時(shí)性好、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制。因此本文首先利用搭建好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了永磁無(wú)刷直流電機(jī)PI控制策略的離線仿真和在線實(shí)驗(yàn)研究。然而,PI控制的效果取決于比例、積分系數(shù)之間的相互配合和制約,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),需重新調(diào)節(jié)其系

4、數(shù)關(guān)系,因而表現(xiàn)出對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化敏感、適應(yīng)能力差的缺點(diǎn)。而模糊PI控制器既具有PI控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具備模糊控制器不依賴于被控對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型且魯棒性好的優(yōu)點(diǎn),因此本文進(jìn)行了永磁無(wú)刷直流電機(jī)模糊PI控制的研究,通過(guò)與PI控制的仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究,驗(yàn)證了模糊PI控制算法的優(yōu)越性和可行性。無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能,一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn),直接轉(zhuǎn)矩控制因其轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快、動(dòng)態(tài)性能好而被應(yīng)用于電機(jī)控制中,然而直