MATLAB大作业无刷直流电机控制系统

学号：1008421057

本科毕业论文（设计）

(2014届)

直流无刷电机控制系统的设计

院 系 电子信息工程学院 专 业 电子信息工程 姓 名 胡杰 指导教师 陆俊峰 陈兵兵

高 工 助 教

2014年4月

合肥师范学院2014届本科毕业论文（设计）

摘 要

无刷直流电机的基础是有刷直流电机，无刷直流电机是在其基础上发展起来的。现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位，但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。

自上世纪以来，人们的生活水平在不断地提高，人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化，而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展，人们对电机的要求也在不断地改变。现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等，由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。

本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机，主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片，通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。

关键词：控制系统

绘

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无刷直流电机控制技术综述郑,

吉王学普,

(浙江大学浙江杭州

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摘,

要介绍了无刷直流电机的转子位置检测的实现方,。

:

有效的方法利用传感器得到的不同位置信号经过门电路模拟开关或专用芯片就可以得到不同的触发逻辑信号实现触发状态的自动切换〔3川随着微处理器的应,,、

,

法并提出了各种控制策略分析了产生转矩脉动的各种原因及无位置传感器的无刷直流电机的多种起动办法:

关键词无刷直流电机转子位置检测无位置传感器转;

;

;

用也可以通过软件来进行切换、

,

。

无刷电机常用的位置。

矩脉动起动

;

中图分类号: T M 3 3文章编号 1 0 0 4A b sr t bu rs

:文献标识码 A

传感器有磁电感应式磁敏式和光电式,

磁电式位置传。

:

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感器既笨重又复杂所以在方波电机中早已被淘汰一n

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学号：

常 州 大 学 毕业设计（论文） （2012届）

题 目 无刷直流电机单片机控制系统设计 学 生 学 院 专业班级 校内指导教师 专业技术职务

二○一二年六月

无刷直流电机单片机控制系统设计

摘要：无刷直流电动机采用半导体功率开关器件(晶体管、MOSFET、IGBT、IPM)，用霍尔元件、光敏元件等作位置传感器代替有刷直流电机的换向器和电刷部分，以电子换相代替机械换相，从而提高了可靠性。它的外特性和一台有刷直流电动机相似。

论文讲述了无刷直流电动机的工作原理以及电动机驱动电路的驱动原理。本设计利用了单片机控制脉宽的

基于MATLAB／SIMULINK的无刷直流电动机系统仿真

0 引言

无刷直流电机（Brushless DC Motor，以下简称BLDCM），是随着电力电子技术和永磁材料的发展而逐渐成熟起来的一种新型电机。为了有效的减少控制系统的设计时间，验算各种控制算法，优化整个控制系统，有必要建立BLDCM控制系统仿真模型。本文在BLDCM数学模型的基础上，利用MATLAB的SIMULINK和S-FUNCTION建立BLDCM的仿真模型，并通过仿真结果验证其有效性。

1 无刷直流电机仿真模型

本文在MATLAB的SIMULINK的环境下，利用其丰富的模块库，在分析BLDCM数学模型的基础上，建立BLDCM控制系统仿真模型，系统结构框图如图1所示。

图1 无刷直流电机控制原理框图

以图1为基础，按照模块化建模的思想搭建的系统的仿真模型如图2所示。整个控制系统主要包括电动机本体模块、逆变器模块、电流滞环控制模块、速度控制模块等。

图2 无刷直流电机控制系统仿真模型框图

1.1 电动机本体模块

在整个控制系统的仿真模型中，BLDCM本体模块是最重要的部分，该模块根据BLDCM电压方程求取BLDCM三相相电流，而要获得三相相电流信号ia，ib，ic必须首先求得

辽 宁 工 业 大 学

单片机与接口技术 课程设计（论文）题目：小直流电机调速控制系统

院（系）： 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：2014-6-30至2014-7-11

课程设计（论文）任务及评语

院（系）： 教研室： 学 号 课程设计（论文）题目 用0809采样电位器的值，并在显示器上显示，将此信号作为方波占空比，用过0832输出经放大后控制电机转速。 学生姓名 专业班级 小直流电机调速控制系统 课程设计（论文）任务 软件设计：1.拟定调速控制系统图，编程程序流程图2.程序编写 要求： 1、根据题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并用计算机绘制出电路原理图以及程序流程图。 2、认真独立完成所规定的设计

AXUseries(CS)东方无刷直流电机

无刷直流电动机组合

结合轻薄·精巧与节省能源功能的机型

系列

AXUseries(CS)东方无刷直流电机

AXU系列

无刷直流电动机组合

2

AXUseries(CS)东方无刷直流电机

宽广的调速范围，可输出均匀的转矩。可实现4A功能。

FLAT转矩均匀从低速至高速都能保持一定的转矩。此外，通过新开发的控制方式可在100r/min~ 2000r/min的大范围转速间(速度比率1∶ 20)设定任意的速度。额定转矩转矩短时运行领域连续运行领域

EASY

连接简单，操作方便进行电动机与电源间的配线时，只要将连接器直接插上调速器后的插座中即可。同时也可以利用调速器的旋钮，轻易地设定电动机的转速。

转速[r/min]

500

1000

1500

2000

AND可由外部控制运转/停止、运转方向、瞬时停止等皆可以外部信号进行控制。外部控制信号调速器电动机

适用海外安全规格，并可对应世界电压符合UL/CSA规格认定，并执行自我宣告符合CE规格的行动(低电压指令)。以广泛的电压规格，对应世界主要国家的电压。●单相100V-115V:可对应日本、台湾、韩国、北美的电压。●单相200V-230V:可对应日本、台湾、韩国、中国、新加坡、北美、欧洲的

题 目

基于DSP 的无刷直流电机控制系统设计

作 者： 潘高超 学 号： 15120017 班 级： 研15电气 完成日期： 2016年 5月 22日

摘 要

随着计算机技术和现代控制理论的发展，由数字控制装置组成的随动系统应运而生。与传统的模拟系统相比，数字随动系统具有设计简单，体积小，修改方便，精度高，可靠性高等优点。作为典型的数字随动控制系统的执行器，无刷直流电机既具备交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列特点，又具有直流电机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点，故在许多高科技领域得到了非常广泛的应用，如机器人、数控机床、雷达、潜艇和各种军用武器随动系统。

本文以无刷直流电机控制系统在武器随动系统中的应用为背景，设计基于DSP的无刷直流电机控制系统。

首先,本文深入研究了永磁无刷直流电机,确立了一套以DSP(TMS320LF2407A) 为核心的无刷直流伺服电机的控制系统方案。本控制系统的主要优势在于利用数字信号处理器DSP的高速数字运算功能，实现各种高效的控制算法，达到无刷直流电

本科生毕业设计（论文）开题报告

论文题目： 无刷直流电机控制器硬件电路的设计

学 院： 电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 导师姓名： 开题时间：

1

1．课题背景及意义

1.1课题研究背景、目的及意义

无刷直流电机利用电子换向代替机械换向，解决了传统直流电机因为电刷摩擦而产生的众多问题并因其结构简单、运行可靠、维修方便等优点,使得它的应用越来越广泛[1],如在仪器仪表、家用电气和医疗器械等方面的应用成为研究的热点,因而对电机运行性能的要求也越来越高,因此围绕改善电机性能方面的研究也是多方向的。

早期的电机驱动控制系统多采用专用硬件控制设备，需设计专用的控制芯片及其它硬件电路以满足不同控制对象的需要，这种封闭式结构使电机驱动控制系统的体积大、开发成本高、开发周期长，可靠性、可扩展性和易用性都很差，并且升级困难。随着技术的不断进步，人们对电机驱动控制系统提出了更高的要求，既希望能够根据不同的应用需求，迅速、经济地构建面向客户的控制系统，又希望大幅度降低系统维护费用改变以往封闭式设计模式，使底层生产控制系统的集成更为简便和有效。现代电机驱动控制系统正朝着开放性、实时性和可靠性方

2.2 无刷直流电机的数学模型

在本文中，以两极三相无刷直流电机为例来说明其数学建立模型的过程。电机定子绕组为Y型联接，转子采用内转子结构，3个霍尔元件在空间相互间隔120°对称放置。在此结构基础上，假设电机的磁路不饱和，不计涡流损耗、磁滞损耗及电枢反应；忽略齿槽效应；驱动系统中，整流逆变电路的功率管和续流二极管均为理想开关器件错误！未找到引用源。。 2.2.1 定子电压方程

由以上的假设条件，无刷直流电机每相绕组的相电压由电阻压降和绕组感应电势两部分组成，其定子电压平衡方程为

?Ua??Ra?U???0?b????Uc????00Rb00??ia??Lad?i???L0???b?dt?ba?Rc????ic???LcaLabLbLcbLac??ia??ea??i???e? Lbc???b??b?Lc????ic????ec?? (2-1)

式(2-1)中，ea、eb、ec为各相定子反电动势，ia、ib、ic为各相定子电流，Ua，

Ub，Uc为定子各相电压，Ra，Rb，Rc为定子各相绕组电阻，La，Lb，Lc为定子各相绕组自感，Lab，Lac，Lba，Lbc，Lca，Lcb为定子间各相绕组的互感，由于无刷直流电机的转子为永磁体。假设无刷直流电

本科生毕业设计（论文）开题报告

论文题目： 无刷直流电机控制器硬件电路的设计

学 院： 电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 导师姓名： 开题时间：

1

1．课题背景及意义

1.1课题研究背景、目的及意义

无刷直流电机利用电子换向代替机械换向，解决了传统直流电机因为电刷摩擦而产生的众多问题并因其结构简单、运行可靠、维修方便等优点,使得它的应用越来越广泛[1],如在仪器仪表、家用电气和医疗器械等方面的应用成为研究的热点,因而对电机运行性能的要求也越来越高,因此围绕改善电机性能方面的研究也是多方向的。

早期的电机驱动控制系统多采用专用硬件控制设备，需设计专用的控制芯片及其它硬件电路以满足不同控制对象的需要，这种封闭式结构使电机驱动控制系统的体积大、开发成本高、开发周期长，可靠性、可扩展性和易用性都很差，并且升级困难。随着技术的不断进步，人们对电机驱动控制系统提出了更高的要求，既希望能够根据不同的应用需求，迅速、经济地构建面向客户的控制系统，又希望大幅度降低系统维护费用改变以往封闭式设计模式，使底层生产控制系统的集成更为简便和有效。现代电机驱动控制系统正朝着开放性、实时性和可靠性方