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无刷直流电动机(Brushless Direct Current Motor BLDCM)是随着电机控制技术、电力电子技术、微电子技术的发展和新型永磁材料的进步而出现的一种新型电机,既具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,又具有直流电动机运行效率高、调速性能好等诸多特点,在工业控制和家用电器等诸多领域中得到了广泛应用。
本文主要研究无刷直流电机速度控制问题。在分析无刷直流电机数学模型的基础上,运用Matlab/Simulink软件对无刷直流电机控制系统进行仿真建模。系统采用双闭环控制策略:速度环采用PID控制,电流环采用滞环控制。
无刷直流电机是多变量非线性受控对象,传统控制方法难以对其精确控制。近年来模糊控制理论在无刷直流电机控制中被应用,控制系统性能得到提高。但是在模糊控制规则优化和参数在线调整方面还存在许多不足。针对这些不足,文中提出了基于粒子群算法的模糊控制策略,对模糊控制器参数进行优化,并进行了PID控制、模糊控制、基于粒子群算法模糊控制的调速系统实验,对各种方法下的系统响应性能进行比较和分析。仿真实验验证了所提算法的有效性,系统较好地实现了给定速度参考模型的自适应跟踪,具有控制灵活、适应性强等优点,同时又具有较高的控制精度和较好的鲁棒性。
在以TMS320F2812 DSP芯片为核心的系统硬件装置上,采用C语言编写了应用程序,实现了论文中提出的控制方法,并与仿真实验结果比较,实验了预期的调速效果,并利用SCI模块实现了上下位机的串行通信。