直流無(wú)刷電機(jī)的建模與辨識(shí).pdf

1、無(wú)刷直流電機(jī)是隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、新型電機(jī)控制理論及新型永磁材料迅速成熟起來(lái)的一種新型電機(jī)，具有大轉(zhuǎn)矩且體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的突出優(yōu)點(diǎn)。隨著永磁無(wú)刷直流電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高，既要考慮成本低廉、控制算法合理，又需兼顧控制性能好、開(kāi)發(fā)周期短。現(xiàn)實(shí)中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)往往是在離線的情況下進(jìn)行的，用什么樣的模型來(lái)代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)，是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)者首先應(yīng)當(dāng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　

2、本文首先對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)的組成、機(jī)理等進(jìn)行深入研究，抓住其主要的動(dòng)態(tài)特征，換相過(guò)程及其脈動(dòng)特性等，根據(jù)換相過(guò)程中不同換相階段，電機(jī)所表現(xiàn)出來(lái)的不同特性，把直流無(wú)刷電機(jī)系統(tǒng)的模型，簡(jiǎn)化成一個(gè)簡(jiǎn)單的分時(shí)段的狀態(tài)空間模型。進(jìn)而通過(guò)實(shí)測(cè)電機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)，利用改進(jìn)的遺傳算法對(duì)該模型參數(shù)進(jìn)行精確辨識(shí)。
　　 為檢驗(yàn)方法的有效性，我們?cè)O(shè)計(jì)了基于STM32微控制器的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，硬件平臺(tái)包括微控制器、功率驅(qū)動(dòng)及逆變電路、電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)、

3、電源電路、隔離電路、以及其他接口單元。通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子位置捕獲、電機(jī)啟動(dòng)、電機(jī)換相、電流采樣、速度計(jì)算、電流調(diào)節(jié)、速度調(diào)節(jié)等?；诖似脚_(tái)，我們獲得了模型建立所需要的樣本數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成了模型的參數(shù)精確辨識(shí)。后通過(guò)與常用模型的對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，表明該分時(shí)段模型結(jié)構(gòu)合理，參數(shù)辨識(shí)精度高。
　　 此外，我們以該模型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)速控制仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用常用的PID控制來(lái)驗(yàn)證平臺(tái)的有效性，最后仿真數(shù)據(jù)與實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的比較可以證實(shí)，