基于自適應(yīng)模糊算法的無(wú)刷直流電機(jī)控制器設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、無(wú)刷直流電機(jī)以電子換相取代了有刷直流電機(jī)的機(jī)械換相，解決了電刷帶來(lái)的種種問題，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，調(diào)速性能好的優(yōu)點(diǎn)，在各行各業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。目前，很多專家學(xué)者都在對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的控制進(jìn)行研究，以期能讓無(wú)刷直流電機(jī)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮更加充分。研究人員在電機(jī)的控制算法方面采用的策略有模糊控制，自適應(yīng)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。 模糊控制是以模糊集合論，模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)控制，屬于非線性控制的一種。模糊控制

2、正成為智能控制的一種重要而又有效的形式，它和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，遺傳算法理論，自適應(yīng)控制理論等學(xué)科相融合，正在顯示出巨大的力量。鑒于模糊控制在現(xiàn)代控制中體現(xiàn)出的優(yōu)越性，本文以模糊算法為主體，融合自適應(yīng)控制理論，得到了自適應(yīng)模糊算法；然后設(shè)計(jì)了以DSP為核心的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，把自適應(yīng)模糊算法應(yīng)用到電機(jī)的實(shí)際控制中，期待電機(jī)能體現(xiàn)出較好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。 首先，本文對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。為了對(duì)無(wú)刷直流

3、電機(jī)的控制能有清楚的認(rèn)識(shí)，還詳細(xì)說(shuō)明了其工作原理，并給出了電機(jī)數(shù)學(xué)模型。由于本文將主要使用模糊算法對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，因此也對(duì)模糊控制進(jìn)行了介紹。無(wú)刷直流電機(jī)存在難以建立精確數(shù)學(xué)模型的缺陷，直接使用Matlab/Simulink建立的數(shù)學(xué)模型并不理想，因此本文在電機(jī)控制器設(shè)計(jì)階段，提出使用半實(shí)物仿真技術(shù)輔助開發(fā)。接著簡(jiǎn)單介紹了dSPACE半實(shí)物仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)，分別對(duì)驅(qū)動(dòng)控制器各模塊進(jìn)行建模，并使用dSPACE對(duì)提出的自適應(yīng)模糊控制算法進(jìn)行了

4、仿真階段的檢驗(yàn)。 然后，本文設(shè)計(jì)了無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制器，并從功率逆變電路，位置傳感器檢測(cè)，電源系統(tǒng)以及速度計(jì)算模塊詳細(xì)說(shuō)明了系統(tǒng)硬件的組成；從主程序流程，中斷服務(wù)程序流程和控制算法設(shè)計(jì)闡述了軟件系統(tǒng)的組成。為了檢驗(yàn)自適應(yīng)模糊算法的有效性，以一臺(tái)2.2kw的電機(jī)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，和PID控制算法在電機(jī)啟動(dòng)階段和平穩(wěn)運(yùn)行過程中負(fù)載突變這兩種情況下電機(jī)速度進(jìn)行了對(duì)比，詳細(xì)記錄了電機(jī)速度的超調(diào)和超調(diào)恢復(fù)時(shí)間。 最后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比