无刷直流电机调速系统研制 毕业设计.docVIP

摘 要 无刷直流电动机(BLDC)是随着电机控制技术、电力电子技术和微电子技术的发展而出现的一种新型电机。它既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点，因此在众多领域中得到了广泛的运用。 本文以TMS320F2812DSP为核心控制芯片，通过改变定子绕组电压的幅值来调节电机转子转速，运用PID控制算法实现了对无刷直流电机的高性能控制，成功地完成了对无刷直流电机转速的调节。 关键字：无刷直流电机，绕组电压，DSP，PID ABSTRACT Brushless DC motor(BLDC) is a new type motor emerging with the development of technology, power electronics technology and motor control. It is based on brush DC motor, due to a series of advantages of Brushless DC motor not only has the AC motor has simple structure, reliable operation, convenient maintenance and so on, and has high efficiency DC motor, no excitation loss and good timing performance and other characteristics, and therefore become a research hotspot. This paper introduces the present situation and development tendency of Brushless DC motor control, key talked about the operation principle, mathematical model, the intelligent control algorithm for brushless DC motor, as well as the main control chip TMS320F2812 DSP structure and application characteristics. Brushless DC motor control system is a motor control system has the characteristic of digital. Mainly by changing the amplitude of stator winding voltage to adjust the speed of the rotor in the design of the motor speed control system, using the microprocessor finished for high performance control of Brushless DC motor, successfully realized the brush DC motor speed regulation without. KEY WORDS: Brushless DC motor BLDC，Winding voltage，DSP，PID 目 录 1 绪论 1 1.1 课题研究的背景 1 1.2 课题研究的现状 2 1.3 课题研究的内容 3 2 无刷直流电机的基本原理 5 2.1 无刷直流电动机的基本组成 5 2.2 无刷直流电动机的基本工作原理 6 2.3 无刷直流电动机的位置传感器 6 3 无刷直流电机数学模型及PID控制器的设计 13 3.1 无刷直流电机的运行特性 13 3.2 无刷直流电机的电磁转矩 14 3.3 无刷直流电机的转速 15 3.4 电势系数和转矩系数 15 3.5 无刷直流电机的动态特性 16 3.6 PID控制算法 17 3.7 PWM技术 19 4 无刷直流电机调速系统硬件设计 23 4.1 无刷直流电机调速系统原理结构图 23 4.2 电机控制平台主电路设计 23 4.3 电机主电路图 24 4.4 供电电源电路 25 4.5 PWM驱动电路 26 4.6 串行接口电路 28 4.7 电流检测电路 29 5 无刷直流电机调速系统软件设计 31 5.1 软件整体设计 31 5.2 系统的初始化程序设计 32 5.3 系统DSP主程序 33 5.4 系统中断服务程序 34 5.5 系统子程序 3