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《基于FPGA的直流無刷電機無位置傳感器控制系統(tǒng)設計研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、工學碩士學位論文基于FPGA的直流無刷電機無位置傳感器控制系統(tǒng)設計研究葛佳航哈爾濱理工大學2018年6月國內圖書分類號：TM301工學碩士學位論文基于FPGA的直流無刷電機無位置傳感器控制系統(tǒng)設計研究碩士研究生：葛佳航導師：溫嘉斌申請學位級別：工學碩士學科、專業(yè)：電機與電器所在單位：電氣與電子工程學院答辯日期：2018年6月授予學位單位：哈爾濱理工大學ClassifiedIndex：TM301DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDesignandResearchofSensorlessControlSystemofBLDCMotorBase
2、donFPGACandidate：GeJiahangSupervisor：WenJiabinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MotorandElectricalSpecialtyDateofOralExamination：June，2018University：HarbinUniversityofScienceandTechnology基于FPGA的直流無刷電機無位置傳感器控制系統(tǒng)設計研究摘要直流無刷電動機（BLDCM）因其調速性能好、結構簡單等優(yōu)勢被廣泛應用于工業(yè)自動化、辦公自動化和家居自動化等領域中。但轉矩脈動
3、和控制系統(tǒng)穩(wěn)定性一直是直流無刷電機最突出的問題，本論文針對上述問題提出一種基于FPGA的直流無刷電機控制系統(tǒng)，有效的抑制了轉矩脈動并提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本論文首先利用MATLAB軟件的Simulink仿真功能構造出直流無刷電機本體的仿真模塊及其他功能模塊，并完成采用反電動勢過零點檢測法對電機轉子位置估算方法的實驗仿真。針對傳統(tǒng)的PI控制算法存在的穩(wěn)定性與可靠性差、控制效果不佳等問題，提出一種基于模糊控制算法的轉速控制策略，根據(jù)PI參數(shù)與轉速偏差變化率之間的關系對轉速環(huán)參數(shù)進行實時在線調節(jié)。將模糊PI控制算法與傳統(tǒng)PI控制算法進行仿真對比，從而驗證所提算法的有效性。當系統(tǒng)采用DSP作為主控制器
4、芯片時，常常會出現(xiàn)程序易跑飛、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等不良現(xiàn)象。針對上述問題，本文設計一種基于FPGA的直流無刷電機控制系統(tǒng)，并完成系統(tǒng)硬件電路的設計。這其中主要包括FPGA主控制驅動電路、反電動勢檢測電路、電流檢測電路、電源電路和復位電路等等。利用Verilog硬件描述語言進行系統(tǒng)軟件程序的編寫，并在仿真軟件平臺上完成時序驗證，檢驗程序代碼的正確性。本文采用一種基于PWM_ON_PWM的調制方式，并通過仿真波形驗證算法的適用性。最后利用搭建的直流無刷電動機控制系統(tǒng)實驗平臺進行結果驗證，實驗結果表明基于FPGA的直流無刷電動機控制系統(tǒng)動態(tài)性能很好，運行可靠，達到預期實驗要求。所提出的模糊算法PI調節(jié)
5、器比較于傳統(tǒng)的PI調節(jié)器有著更好的調速性能；通過實驗結果觀測電機轉矩波形，發(fā)現(xiàn)PWM_ON_PWM調制方式對轉矩脈動有著較好的抑制效果。關鍵詞直流無刷電動機；FPGA；模糊PI調節(jié)器；轉矩脈動-I-DesignandResearchofSensorlessControlSystemofBLDCMotorBasedonFPGAAbstractBrushlessDCmotors(BLDCMs)arewidelyusedinindustrialautomation,officeautomationandhomeautomationfortheiradvantagesofgoodspeedregu
6、lationandsimplestructure.However,thetorquerippleandthecontrolsystemstabilityhavealwaysbeentheoutstandingproblemsofbrushlessDCmotors.Inthisdissertation,anFPGA-basedbrushlessDCmotorcontrolsystemisproposedtosolvetheaboveproblems,whichcaneffectivelyrestrainthetorquerippleandimprovethestabilityofthesys
7、tem.Inthethesis,thesimulationmoduleandotherfunctionalmodulesofbrushlessDCmotorareconstructedbyusingSimulinksimulationfunctionofMATLABsoftwareatfirst,andtheexperimentalsimulationoftherotorpositionestimationmethodb
