总之,随着科技的发展和研究的进一步深入,直流无刷电机技术将大大提高和发展,随着这一趋势的不断提高,无刷直流电机的性能将不断优化和完善,我们现在所看到的问题在不久的将来一定会变得越来越少,各种新型的电动机也会被不断的发明出来,从而满足越来越多的人们的需要,是得全球的工业领域越来越发达,人们的生活越来越便利。
1.2国内外研究现状
1.3研究的目的及意义
随着社会现代化的飞速发展,很多领域对电机的需求都非常的多,例如车辆、医学、工业、农业、军事等方面,电机的身影无所不在。由此我们可以发现,现在社会已经离不开电机了。电机的发展与进步无时无刻不在影响着国家经济的发展,所以,这就要求电机要具备更好的控制性能以及更高的运行效率。
自电机被发明以来,直流电机几乎是唯一一个能实现高性能拖动功能的设备,并且在工业领域占据主导地位长达50年。经过近百年的发展和研究,电机已经具备良好的起、制动性能,且运行平稳,效率高。虽然由于交流电机的大肆兴起,直流电机的地位受到了威胁,但是直流电机仍然是各行各业十分需求的工业设备。而且,无刷直流电机在一定程度上更加的受到社会的广泛欢迎。
近几十年,电机的控制系统不断优化,研究人员在此前的基础上继续不懈努力,进一步提高电机的自动控制性能。而本文所研究的双闭环控制系统就是当前最为受欢迎且实用的控制策略。它的控制性能好,调速平稳快速,静动态响应快,而且抗干扰性能好。
控制系统近些年来一直和无刷直流电机一起被人们关注着,控制系统的完善不仅关系到无刷直流电机的调速性能,而且对其他的机械设备也有很重要的作用,它是人们对精确和完美这两个词不懈追求。
所以,无论是无刷直流电机,还是控制系统,他们在技术上突破对社会的发展、国家的经济都能带来很高的经济效益[3]。
1.4本文的主要内容
本论文是针对无刷直流电动机(BLDCM)的控制系统研究,通过对无刷直流电机和控制系统的学习了解,我们确定了使用双闭环控制系统来对无刷电动机进行控制。所以我们建立该系统的仿真数学模型[4(]可以通过MATLAB/Simulink中的功能模块和S函数相结合来建立无刷直流电机的仿真模型)[5]。在该系统中,本论文采用了PI控制器,在速度环和电流环控制器的电流回路中完成的滞环电流跟踪PWM逆变器的原则。这种建模的方法能够适应绝大多数实际情况的要求,对无刷直流电机控制系统的设计有很大的帮助。本文的主要内容如下:
(1)介绍了电机的发展史、国内外的研究现状以及研究此类课题的目的和意义;
(2)介绍了无刷直流电动机的结构、原理、还有它的运行特性和传递函数;
(3)简单介绍了双闭环系统的工作原理以及它的静动态特性;
(4)简单介绍了MATLAB/Simulink这个仿真软件,然后分别对MATLAB和
Simulink的功能进行介绍,包括它的使用步骤和注意事项等;
(5)确定使用PI控制器作为双闭环控制的控制方式,然后建立了无刷直流电机的各个子模块和整体的模型。接着我们把设计好的模型通过MATLAB/Simulink软件进行调试,在不断的修改错误之后,我们最终得出该模型下的波形图,最后验证了双闭环控制系统这个方法的可行性。
1.5本章小结
第一章主要介绍了电机的发展历程、国内外的研究现状及存在的问题,最后概括了本文的主要内容。通过编写电机的发展史,我对电机的研究有了清晰的认识,并且对下面无刷直流电机的相关内容有了不少的了解。