论文部分内容阅读
着社会经济和自动控制技术的迅猛发展,自动化水平也随之不断提高,建筑设施中常用的自动平移门在不同的场合得到了更加广泛的使用。与传统的旋转电机相比,控制系统驱动直线电机时直接将电能转换为直线运动,省略了机械变换装置。本文使用三个线性霍尔传感器作为位置信号的反馈元件代替传统的光栅尺,使用STM32F405控制器研究开发永磁同步直线电机驱动系统。首先本文推导了在三相静止坐标系下和在同步旋转坐标系下永磁同步直线电机的数学模型。然后介绍了现阶段永磁同步直线电机的控制策略,并分析了两种控制方法:SVPWM磁场定向矢量控制方法和基于线性霍尔传感器的SPWM磁场定向控制方法。在MATLAB/SIMULINK的仿真环境下搭建了仿真建模,对两个控制系统进行仿真,并对仿真的结果进行了对比分析,比较了两种算法的优缺点,最终选用基于线性霍尔传感器的SPWM磁场定向控制方法。然后,基于理论基础和仿真对比验证,搭建了完控制平台的软、硬件部分。其中硬件主要包括了以STM32F405芯片为核心的控制电路和三相电源逆变电路等,软件主要是在在Keil MDK环境下的对STM32F405芯片的编程,并对控制系统的关键部分进行了探究和软件实现。包括:线性霍尔的输出调理值计算电角度和速度、使用霍尔传感器的输出波直接作为调制波直接生产SPWM电机驱动波形、针对积分器饱和问题的反计算法抗饱和PI调节器等技术难题。最后,本文对整套的硬件、软件平台进行了上电实验验证。实验验证结果主要有:线性霍尔安装的正确性以及电角度、速度计算的正确性;速度环的动态响应性能测试;动子到位停止响应性能测试。通过测试结果分析可知,本文设计的系统可以正确实现,并且基于线性霍尔传感器的永磁同步直线电机控制系统具有快速调节性能,满足了建筑设施自动门适用场合的基本要求。