基于DSP技术的直流无刷电机控制系统的研究

直流无刷电机是功率半导体和永磁材料一体化的新型电机，它既具有直流电机优良的调速性能，又具有交流电机结构简单、易于控制、运行效率高、运行可靠、维护方便等一系列优点。目前，在工业控制领域尤其在调速和伺服领域中得到了越来越广泛的应用。 本文论述了基于DSP技术的直流无刷电机控制系统的设计原理和设计过程。 首先，论文分析了直流无刷电机控制系统基本构成、工作原理，建立了直流无刷电机的数学模型。分析了直流无刷电机的换相过程和PWM信号的分配情况。 其次，结合本系统的特点设计了自整定模糊-PID控制器，建立了基于自整定模糊-PID控制器的直流无刷电机的控制系统仿真模型。进行起动、运行、突加负载、突减负载等过程的仿真研究，得到了系统在自整定模糊-PID控制器作用下的转速、转矩、电流、反电动势波形曲线，并对其进行了分析。同时对系统在自整定模糊-PID与普通PID两种情况下的转速曲线进行了对比分析。仿真结果验证了该控制系统的可行性。 最后，对系统进行了软、硬件的设计。硬件部分先做了整体设计的论述，详细论述了DSP接口电路、功率驱动电路、三相逆变电路、逻辑控制电路及保护电路等几个主要电路的设计，并且对电路的(EMI)电磁干扰情况进行了分析，给出了解决电磁干扰的方法。软件部分也首先论述了整体设计，给出了主流程图，对启动模块、中断模块、位置检测模块、换相控制模块、转速调节模块、电流调节模块等主要模块的编程思想和具体实施手段进行了说明。最后对软件进行了可靠性设计。