集成電機推進器控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和國防需要，對水面水下航行器的動力裝置要求越來越高。傳統(tǒng)的船舶動力推進裝置都是分體式設(shè)計由于體積重量大，機構(gòu)復(fù)雜，維護不方便。集成電機推進器的出現(xiàn)解決了以上問題。集成電機推進器是將電機本體、螺旋槳以及控制電路于一身的裝置，是水下航行器的主要組成部分之一，它將水下航行器所攜帶的能源轉(zhuǎn)變?yōu)橥七M航行器所必需的機械能。集成電機推進器中集成的電動機在水中工作，可以良好的解決散熱問題，但電動機的結(jié)構(gòu)受到推進器結(jié)構(gòu)很大的限制，結(jié)合電動機

2、的實際工作環(huán)境，給電動機的控制帶來一定的難度。
　　 論文首先對集成電機的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行調(diào)研，了解集成電機推進器的結(jié)構(gòu)。對集成電機推進器的幾種推進電機進行比較，在當(dāng)前的技術(shù)下，直流無刷電機作為集成電機的推進動力裝置具有優(yōu)勢。由于集成電機推進器的動力裝置是無刷直流電機，具有無刷直流電機的特點，與傳統(tǒng)的電力推進系統(tǒng)相比，集成電機推進器體積小，重量輕，噪聲和振動小，散熱好，效率高，維護方便。整個集成電機推進器結(jié)構(gòu)十分緊湊，適合

3、作為水下機器人的推進系統(tǒng)相比，也適合其它水下航行器的動力推進。接著對永磁直流無刷電動機進行了較為詳細(xì)的分析研究，包括機械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，研究了直流無刷電動機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制規(guī)律，建立了基于非線性電感特性的方波直流無刷電動機仿真模型，對無位置傳感器直流無刷電動機控制系統(tǒng)的起動、換相作了深入的探討，建立了自整定模糊-PID控制器，并將其應(yīng)用于無位置傳感器直流無刷電動機控制系統(tǒng)中，得到了較好的控制效果。
　　 其次對集成電機推進器的控

4、制方法進行研究，并建立了仿真模型，對比了傳統(tǒng)的PID控制器和自適應(yīng)PID模糊控制器的仿真結(jié)果，得到自適應(yīng)模糊PID控制器的控制效果要比前者好。
　　 再次根據(jù)集成電機推進器的工作原理，設(shè)計了集成電機推進器的控制器，包括以DSP28335處理器為核心的硬件外圍電路的設(shè)計和相應(yīng)的控制軟件編寫。硬件包括主電路、功率驅(qū)動電路、電壓、電流采樣電路、邏輯控制及保護電路等電路。
　　 最后在完成硬件各個模塊電路的調(diào)試后，對控制系統(tǒng)進行