基于DSP的无刷直流电机控制系统的研究与设计

2019-08-02 16:22发布

 引言
  近几年来,随着电力电子器件和现代控制理论的迅速发展,无刷直流电动机由于没有接触式换向装置,不存在换向引起的火花,其具有效率高,转速不受机械换向所限制,可维护性强,安全性高等诸多优点,而被人们广泛应用于光驱、智能机器人、电动交通工具等领域。DSP(数字信号处理器)则以其高速的数据处理能力、丰富的内部资源、集成度高和功耗低等特点,已广泛应用在控制领域中。本文提出了一种基于DSP的无刷直流电机控制系统的设计方案。该设计结合模糊控制方法来实现无刷直流电动机的智能化控制。
  1 无刷直流电机的数学模型
  根据物理学公式,单根导体在磁场中切割磁力线运动时,所产生的电动势e为:

  式中,B为磁场感应强度,l为磁场中导体的有效长度,v为导体垂直于磁力线运动的线速度。在电机中,v与转速n的关系为:

  这样,无刷直流电机在运行过程中所感应产生的感应电动势大小为:

  式中,E为无刷直流电动机产生的感应电动势;p为电机的极对数;α为极弧系数;W为点数绕组每一相的绕线匝数;ψ为每一极的磁通量;n为电机的转速。
  假设无刷直流电动机的绕组采用三相星型结构,定子三相完全对称,空间上互差120°的电角度,三相绕组电阻的电感量参数相同。同时忽略电枢绕组之间产生的互感,电机的气隙磁导均匀,磁路不饱和,并忽略涡流损耗。则无刷直流电动机的数学模型如下:

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9条回答
biechedan
2019-08-03 09:24
3 系统软件设计
  3.1 系统控制总图
  图4所示是本系统的控制框图。根据该控制框图可将系统划分为若干个子任务。其中包括系统初始化任务、系统参数采样任务、系统保护任务、模糊控制计算任务、电机控制任务、通信任务等。任何时刻都只能有一个子任务被系统调度选中而进入系统的主循环中运行,此时,其他任务都处于休眠或者挂起状态。以等待系统的调用。每一个子任务都是以一个死循环的函数形式出现并供系统调用,每个子任务的死循环的打断和切换一般都以系统节拍时钟为准。由系统调度器决定的、合适下一个应该调用的子任务框图如图5所示。

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