BLDCM调速系统软件设计

BLDCM调速系统软件设计(论文18000字)
摘  要
对于直流电机而言，无刷式的特征包括有简易的架构、优质的调速水平、牢固的运作状态等，相较于以往有刷式性能，规避了些许不足，并且对工业应用来说，覆盖面较宽广。此论文课题的控制目标为BLDCM（无刷直流电机），且是永磁性质的，并在DSP基础上，设计出BLDCM调速体系。
之前的闭环把控通常使用较为典型的控制算法，即PID有关。此种办法在面对LTI（不变的线性时系统），具有较优的把控结果。可对于BLDCM系统来说，它具有一定特性，即时变、高耦合及非线性，同时受运作要求影响，致使电机参数产生变化，因而以往的控制算法PID无法实现把控的较大精确度条件。所以，此论文对DSP基础之上的BLDCM调速体系进行深入研究，且在BLDCM调速中使用了模糊控制，最终加以仿真。具体工作内容包括：
最初对BLDCM架构、工作理论、数学模式及把控办法进行阐述，同时明确主要围绕DSP这一中心的BLDCM调速体系预案。
接着，通过Simulink／MATLAB载体，电脑仿真BLDCM调速体系，且对其软、硬件的设计进行说明。前者涵盖有子程序（中断）与主程序，且给出相应进程图示，后者涵盖有BLDCM驱动、控制、保护及检测四种电路。
再者，对PID同模糊控制两种办法的组合进行了分析，同时开展相应的仿真实验，其结果反映出，相较于以往的PID控制，自适应模糊PID控制性能更佳。
最终，归结全文且给出对未来工作的寄望。

【关键词】无刷直流电机  DSP  模糊PID控制  MATLAB／SIMULINK

ABSTRACT
    For DC motor, brushless type features include simple structure, high speed, stable operation state level, compared to the previous brush performance, avoid some shortage, and for industrial applications, a wide coverage. This paper is the control target of BLDCM (brushless DC motor), and permanent magnetic properties, and based on DSP, the design of BLDCM control system.Before the loop to control the commonly used control algorithm is a typical, namely PID. This way in the face of LTI (linear time invariant system), and has better control results. For BLDCM system, it has certain characteristics, instant change, high coupling and nonlinear, at the same time by the operation requirements of the impact of changes in motor parameters, so the PID control algorithm in the past can not be achieved to control large precision conditions. So, this paper conducts in-depth research on the foundation of DSP BLDCM control system, and the BLDCM control using fuzzy control, finally simulation. The specific work includes:The first of the BLDCM architecture, work theory, mathematical model and control method of BLDCM speed control system at the same time, the plan clearly focuses on DSP in the center of the.Then, through the Simulink / MATLAB carrier, the computer simulation of BLDCM speed control system, and the design of its hardware and software are described. The former covers a subroutine (interrupt) and the main program, and gives the corresponding process diagram, the latter includes BLDCM drive, control, protection and detection of four kinds of circuit.Furthermore, the combination of PID and fuzzy control in two ways are analyzed, at the same time to carry out the simulation experiment, the results show that, compared with traditional PID control, adaptive fuzzy PID control with better performance.Finally, it gives the future work and hope.Finally, it gives the future work and hope.

【Key words】 DSP brushless dc motor fuzzy PID control and MATLAB/SIMULINK

此论文重点划分成六大部分，以此对该课题所探究的内容进行具体说明，下面分别对其进行扼要介绍：
1．绪论
对该课题分析背景及作用进行简明论述，还包括无刷与直刷两类控制器的进展内容。
2．无刷直流电机的运行原理
对BLDCM基础架构、数学模式及工作理论进行详细的论述，并对其调速办法进行了研究，最终明确BLDCM调速把控预案，即借助电流及转速双闭环来实现。
3．无刷直流电机的控制策略与仿真实现
此章对控制战略PID进行了说明，且仿真了BLDCM调速体系，同时对达成仿真不同模块进行扼要论述，还包括研究其仿真效果。
4．系统软件设计
按系统详细需求以此对萁软件设计进行说明。依某种编程思路，即模块式的，对体系软件架构、两大模块（子中断程序与主程序）进行了阐述，同时提供不同程序的进程图表。
5．无刷直流电机智能控制算法研究与仿真
此章立足于simulink／Matlab理论，以此构建出BLDCM调速体系模式，经由系统仿真，即控制器三类，进而对比出某种系统的效能最佳，即PI自适应模糊控制器。
6．总结与展望
以此课题所做的分析内容，来更加深入地进行归结，同时对此所存有的状况及未来工作所需处理的情况进行了研究。
 

目  录
前  言    5
第一章 绪论    7
第一节 无刷直流电机的智能控制    7
第二节 无刷直流电机控制器的发展    7
第三节 本文主要完成的工作    8
第二章 无刷直流电机的运行原理    9
第一节 无刷直流电机的结构    9
第二节 无刷直流电机的基本工作原理    10
第三节 无刷直流电机的数学模型    12
第四节 无刷直流电机的调速方法    14
第五节 无刷直流电机的双闭环控制    15
第六节 本章小结    16
第三章 无刷直流电机的控制策略与仿真实现    17
第一节 PlD控制策略    17
第二节 基于MATLAB的无刷直流电机调速系统仿真    18
第三节 本章小结    23
第四章  系统软件设计    24
第一节  软件开发环境介绍    24
第二节  无刷直流电机控制器的发展    25
第三节  主程序    26
第四节 中断子程序    26
第五节 本章小结    28
第五章  无刷直流电机智能控制算法研究与仿真    28
第一节  模糊控制的基本原理    28
第二节  模糊控制器的设计方法    29
第三节 常规模糊控制系统仿真    33
第四节  模糊自适应PI控制系统仿真    37
第五节  控制系统结果比较    38
第六节  结果分析    40
第七节  本章小结    41
结  论    42
致  谢    44
参考文献    45