輪式機(jī)器人用無刷直流電動機(jī)的設(shè)計.pdf

1、永磁無刷直流電動機(jī)具有慣量小、控制簡單、動態(tài)性能好等優(yōu)良特性，因此在航天、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。無刷直流電機(jī)在國外已經(jīng)成功應(yīng)用于對系統(tǒng)要求較高的場合，近年來在國內(nèi)也引起了廣泛的興趣。本課題針對輪式機(jī)器人，設(shè)計了無刷直流電動機(jī)并設(shè)計相應(yīng)控制系統(tǒng)。 首先，本課題分析了機(jī)器人用無刷直流電動機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、繞組連接，并對三相無刷直流電動機(jī)星角接工作方式進(jìn)行比較，按照無刷直流電動機(jī)兩種模式運(yùn)行、多極分?jǐn)?shù)槽等特點進(jìn)行局部設(shè)

2、計。最終以爬坡時狀態(tài)為參考，經(jīng)過多次計算得到無刷直流電動機(jī)的初始設(shè)計方案。 其次，為了提高設(shè)計的可靠性及設(shè)計成本，本課題用MaxwellRMxprt和Maxwell 2D有限元分析軟件來對所設(shè)計的電磁設(shè)計方案進(jìn)行驗證。應(yīng)用Maxwell 2D軟件進(jìn)一步對設(shè)計方案進(jìn)行分析和校驗，以校核仿真結(jié)果參數(shù)能否與設(shè)計方案相吻合。 最后設(shè)計了無刷直流電動機(jī)的PIC單片機(jī)控制系統(tǒng)并對無刷直流電動機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)仿真?？刂葡到y(tǒng)CPU采用PIC1

3、6F877單片機(jī)，它能夠提供最佳的性能價格比。系統(tǒng)采用IGBT 專用柵極驅(qū)動集成電路IR2130，來控制系統(tǒng)主電路。系統(tǒng)仿真采用MATLAB/SIMULINK軟件，檢驗所設(shè)計電機(jī)在系統(tǒng)中的性能。 結(jié)論，本課題主要包括五部分：無刷直流電動機(jī)繞組連接分析，初始數(shù)據(jù)方案設(shè)計，Maxwell對電磁設(shè)計方案進(jìn)行驗證，設(shè)計PIC單片機(jī)控制系統(tǒng)，應(yīng)用MATLAB對電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。通過這五部，本文完成了輪式機(jī)器人用無刷直流電動機(jī)進(jìn)行設(shè)計及