多旋翼飛行器的BLDC無位置驅(qū)動器的設(shè)計.pdf

1、無刷直流電機(jī)采用電子換向替代有刷電機(jī)的機(jī)械換向可以獲得更好的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性和高速動態(tài)響應(yīng)，并同時具有高效率、低噪聲、高轉(zhuǎn)速等特點。傳統(tǒng)的無刷直流電機(jī)采用有位置傳感器獲取轉(zhuǎn)子位置，但位置傳感器增加了電機(jī)的重量和結(jié)構(gòu)尺寸，且不易安裝和維護(hù)。本論文以多旋翼飛行器作為控制對象，主要對小功率的無位置傳感器無劇直流電機(jī)驅(qū)動控制器進(jìn)行設(shè)計，并最終和永磁無刷直流電機(jī)本體形成機(jī)電一體化的產(chǎn)品。
　　本文首先簡述無刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并結(jié)合

2、無刷直流電機(jī)的等效電路建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了動、靜態(tài)特性分析。
　　其次，本文對無刷直流電機(jī)無位置控制進(jìn)行研究，其中轉(zhuǎn)子位置信號獲取是無位置控制的研究重點。“反電勢法”是最常用的轉(zhuǎn)于位置檢測方法，本文以H-PWM-L-ON調(diào)制方式為例，分析了“模擬比較”和全數(shù)字采樣的兩種反電勢過零檢測的實現(xiàn)方式。啟動控制采用“三段式”啟動法，通過“雙步”定位和升壓升頻的方式逐漸提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，可快速平穩(wěn)完成加速過程。在此基礎(chǔ)上，搭建了無位置控制系統(tǒng)的

3、Matlab/Simulink仿真模型，驗證了方案的可行性。
　　最后，結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計要求，進(jìn)行了電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。硬件設(shè)計上，選用C8051F310單片機(jī)作為控制芯片，功率模塊采用MOS并聯(lián)的電路形式實現(xiàn)均流，并在反電勢檢測電路中，結(jié)合實際電路對阻容濾波網(wǎng)絡(luò)的相位特性進(jìn)行了分析。在軟什設(shè)計上，嘗試了兩種基于“反電勢法”的無位置控制設(shè)計方案。結(jié)合實際運行情況進(jìn)行比對分析，選擇“模擬比較”作為最終方案。經(jīng)測試，電機(jī)在空載和帶