直流無刷電機自適應模糊控制系統(tǒng)設計-工程碩士論文

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1、電子科技大學UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA專業(yè)學位碩士學位論文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE論文題目直流無刷電機自適應模糊控制系統(tǒng)設計專業(yè)學位類別工程碩士學號201322190337作者姓名蔡寶京指導教師李輝教授萬方數(shù)據(jù)分類號密級注1UDC學位論文直流無刷電機自適應模糊控制系統(tǒng)設計蔡寶京指導教師李輝教授電子科技大學成都申請學位級別碩士專業(yè)學位類別工程碩士工程領域名稱電子與通信工程提交論文日期2016.3.01論文答辯日期2016.05.23學位授予

2、單位和日期電子科技大學2016年6月答辯委員會主席評閱人注1：注明《國際十進分類法UDC》的類號。萬方數(shù)據(jù)DESIGNOFADAPTIVEFUZZYBRUSHLESSDCMOTORCONTROLSYSTEMAMaster’sThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicsandCommunicationsEngineeringAuthor:CaiBaoJingAdvisor:Professor.LiHuiSchool:Schoolof

3、Astronautic&Aeronautic萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。作者簽名：日期：年月日論文使用授權本學位論文作者完全了解電子科技大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權

4、電子科技大學可以將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、匯編學位論文。（保密的學位論文在解密后應遵守此規(guī)定）作者簽名：導師簽名：日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要摘要隨著電力電子與控制技術的飛速發(fā)展，直流無刷電機在家用電器、工業(yè)自動化、智能機器人等領域應用越來越多，而且對直流無刷電機的控制精度和控制性能要求也越來越高。因此設計高性能直流無刷電機控制系統(tǒng)成為成為愈發(fā)緊迫的需求。本文從直流無刷電機基本機械結構出發(fā)，分析了電機的基本工作原理，建立了直流無刷電機的數(shù)學模型，給出電機的電壓方程、電磁轉矩表達式及電機運動方

5、程。并針對直流無刷電機具有多變量、非線性和時變性的特點，構建了模糊PID的自適應控制算法。并且利用MATLAB/SIMULINK對模糊PID控制與經(jīng)典PID控制進行仿真，仿真結果表明模糊PID控制算法明顯提升了系統(tǒng)的控制精度和性能。在仿真計算驗證模糊PID控制算法的可行性和優(yōu)越性的基礎上，設計了以TI公司的TMS320F28335為核心處理器的直流無刷電機控制器的硬件系統(tǒng)，主要包括DSP核心系統(tǒng)、電源模塊、功率模塊和反饋及接口電路。并且在硬件系統(tǒng)上面實現(xiàn)了模糊PID自適應控制的算法程序，主要包括A/D采樣程序、定時器中斷程序、轉速調節(jié)程序、電流調節(jié)程

6、序等。在電流采樣數(shù)據(jù)處理中，還構建了二階卡爾曼濾波器，濾除電流采樣的噪聲。為了方便系統(tǒng)調試，還開發(fā)了基于QT的上位機軟件MotorWingman。最后，搭建實驗平臺對控制系統(tǒng)的硬件及控制性能進行了測試，驗證了本文提出的直流無刷電機控制策略的可行性和優(yōu)越性。完成本直流無刷電機自適應模糊控制系統(tǒng)的研究工作。關鍵詞：直流無刷電機，自適應，模糊控制，PID算法，卡爾曼濾波I萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofpowerelectronicsandcontroltechnology,brushlessDCm

7、otorsareusedmoreoftenthanbeforeinhouseholdappliances,industrialautomation,intelligentrobotsandotherapplications,whichalsoincreasestherequirementsofcontrolaccuracyandcontrolperformanceofbrushlessDCmotor.Therefore,thedesignofhigh-performancebrushlessDCmotorcontrolsystembecomesmor

8、epressingneeds.Inthisarticle,fistrlyanalyzethebasicpri