基于DSP的无刷直流电机低速运动控制系统的分析与设计
Analysis and Design of the Low Movement Control System of the Brushless DC Motor Based on the DSP
无刷直流电机由于使用电子换相原理,具有运行效率高,控制性能优越、体积小、可进行机电一体化设计等优点被大量应用于运动控制领域,但是无刷直流电机存在的力矩波动会影响低速运动控制系统的性能,并带来振动、谐振、噪声等问题,而低速运动控制系统存在的摩擦力矩会进一步影响控制系统性能,使得无刷直流电机在低速运动控制系统中的应用受到限制.研究无刷直流电机力矩波动及摩擦力矩的补偿措施对无刷直流电机在低速运动控制系统中的应用有很重要的指导意义,而DSP技术为实现复杂的补偿措施奠定了软硬件基础,是实现高性能无刷直流电机运动控制系统的一个重要方向.论文以二维转台低速运动控制系统为研究对象,在分析无刷直流电机工作原理的基础上,建立了系统的机电模型;同时分析了无刷直流电机力矩波动及摩擦力矩对低速运动控制系统的影响,并选择了一种基于模型的摩擦力矩的补偿结构,通过仿真分析证明了该方法的有效性.在此基础上,采用模块化设计思想完成了DSP控制系统的软硬件设计,以单轴转台作为试验平台,实现了对无刷直流电机的驱动及转台速度控制.通过试验验证了DSP系统的性能、无刷直流电机的工作情况及采用集成功率驱动模块设计的优点,实现了速度环的数字化控制,为后续控制方法的实现和分析提供了硬件基础.
- 作者：
- 张涛
- 学位授予单位：
- 中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
- 专业名称：
- 控制理论与控制工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2009年
- 导师姓名：
- 梁雁冰
- 中图分类号：
- TM33
- 关键词：
- 无刷直流电机；低速运动控制系统；DSP；二维转台；力矩补偿
- Brushless DC motor；Low movement control system；DSP；planar machine；Torque compensate