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1、上海交通大學碩士學位論文基于DSP的直流無刷電機的控制姓名：徐建兵申請學位級別：碩士專業(yè)：控制理論與控制工程指導教師：曹廣益20060101上海交通大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名：徐建兵日期：2006年2月14日上海交通大學學位論文版權使用授
2、權書學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權上海交通大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密□，在年解密后適用本授權書。本學位論文屬于不保密□。（請在以上方框內打“√”）學位論文作者簽名：徐建兵指導教師簽名：曹廣益日期：2005年2月14日日期：2005年2月14日上海交通大學碩士論文基于DSP的直流無刷電機的控制摘要近二十多年來，電力電子
3、技術、計算機技術、控制理論以及新材料技術都得到了迅速的發(fā)展，所有這些都推動著電機控制技術的迅速發(fā)展，無刷直流電動機既具有交流電動機的結構簡單，運行可靠維護方便等一系列優(yōu)點，又兼有直流電動機的運行效率高，無勵磁損耗及調速性能好的特點。由于采用高性能永磁材料，因此電機本體設計可做到功率密度高，效率高，出力大。同時隨著數(shù)字信號處理技術及其硬件芯片包括微處理器技術的迅猛發(fā)展，并且越來越多地用于電動車輛和工業(yè)控制系統(tǒng)中，許多復雜而有效的控制策略和算法在各種電機控制中得到實現(xiàn)。近代許多無刷直流電機在應用時往往需要精確的速度控制，尤其
4、在高速運行場合對信號反饋控制靈敏度的要求更為嚴格，傳統(tǒng)的微處理器如5196系列在實現(xiàn)對電動機的控制時，由于本身指令功能不強，乘除法所用周期過多外圍電路數(shù)據(jù)轉換速度慢，無法在規(guī)定時間內完成復雜的控制算法，無刷電機的性能要得到充分發(fā)揮還必須要在硬件上采取措施。美國德州儀器TI公司專門為電機的數(shù)字化控制設計了16位定點DSP控制器TMS320F24xxDSP，其信號具有高速處理能力，且集適用于電機控制的優(yōu)化的外圍電路于一體，可以為高性能傳動控制提供可靠而高效的信號處理與控制硬件。本論文研究的無刷直流電機控制系統(tǒng)即為滿足這一需要
5、而設計的。2上海交通大學碩士論文PID控制器因為結構簡單、容易實現(xiàn),并且具有較強的魯棒性,因而被廣泛應用于各種工業(yè)過程控制中.作為一種廣泛的控制規(guī)律,PID控制在相當長的一段時間內,并沒有因為各種先進控制算法的出現(xiàn)而遭到淘汰,相反,經過時間的考驗，PID控制仍然在各種控制技術中占著主導地位。但是PID參數(shù)的人工調整不僅需要熟練的技巧，也十分費時。同時，即使PID參數(shù)變化后，系統(tǒng)的性能必然也會受到影響。因此，PID參數(shù)的在線自動化調整就非常重要，此時就需要引入智能PID控制。模糊控制器算法對大多數(shù)過程都具有較好的控制結果和
6、適應性，被控制過程廣泛采用。模糊PID控制器對輸出響應進行在線監(jiān)控，求出作為控制性能的指標，并用專家調整知識建立調整規(guī)則if-then模型，利用模糊邏輯推理，實時調整PID參數(shù)，使PID控制器適應被對象的變化，并獲得良好的控制性能。模糊PID控制器和傳統(tǒng)PID調節(jié)器相比，具有更快的響應和更小的超調，而且對過程參數(shù)的變化不敏感（即具有很強的魯棒性)，能夠克服非線性因素的影響。本文根據(jù)實際控制系統(tǒng)的要求首先對無刷直流電動機控制的基本原理以及DSP芯片TMS320F240作了簡單的介紹。其次分析軟件設計方案，著重闡述了基于DS
7、P的無刷直流電動機控制系統(tǒng)軟件設計的基本方法。使用匯編語言和C語言相結合的編程方式，使電流環(huán)和速度環(huán)實現(xiàn)了全數(shù)字化。然后對電機的控制算法作了改進，在線自整定模糊PID算法的應用，改善了系統(tǒng)控制性能。在前一步的基礎之上，修改速度環(huán)PID控制算法為在線自整定模糊PID算法，同樣采用匯編語言和C語言相結合的方式在DSP上實現(xiàn)了該算法。最后給出了整個控制系統(tǒng)的實驗結果。根據(jù)本論文所述的設計方案設計的無刷直流電機控制系統(tǒng)可以獲得3上海交通大學碩士論文良好的速度控制性能，而且DSP技術不僅使系統(tǒng)獲得了高精度、高可靠性，還簡化了系統(tǒng)結
8、構增加了系統(tǒng)的功能，具有控制靈活，智能水平高，參數(shù)易改，易升級等特點。關鍵詞：數(shù)字信號處理器，無刷直流電機，PID控制，模糊控制，參數(shù)自整定4上海交通大學碩士論文BLDCMOTORCONTROLSYSTEMDESIGNBASEDONTMS320F240DSPABSTRACTInlastfewdecades,there
