滾筒式無刷直流電機控制系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、無刷直流電動機利用電子換相代替機械換相，克服了傳統(tǒng)直流電機由于電刷摩擦而產(chǎn)生的一系列問題，并且具有輸出轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、運行可靠等一系列優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。
　　本課題研究的是應(yīng)用于跑步機的滾筒式無刷直流電機，因此對電機的控制要求很高，包括電機轉(zhuǎn)速響應(yīng)情況，電機輸出轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性和自調(diào)控的情況等。為了更方便的對電機控制系統(tǒng)進行研究，本文基于Matlab/Simulink平臺完成對跑步機用無刷直流電機整體系統(tǒng)的仿真工作。<

2、br>　　首先，本文分析了直流無刷電機控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，從電機的基本工作原理出發(fā)，建立了無刷直流電動機的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)此模型用Matlab/Simulink中的PSB模塊創(chuàng)建一個無刷直流電機仿真模型，作為系統(tǒng)特性分析研究的基礎(chǔ)。
　　其次，無刷直流電機是一種非線性的控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法很難實現(xiàn)對它的精確控制。本文結(jié)合系統(tǒng)的特點設(shè)計了模糊PID控制器，模糊控制不依賴被控對象精確的數(shù)學(xué)模型，可以根據(jù)經(jīng)驗實現(xiàn)對系統(tǒng)控制，建立了基于模

3、糊PID控制器的直流無刷電機的控制系統(tǒng)仿真模型。進行啟動、運行、突加負載、及模擬人跑步等過程的仿真研究，得到了系統(tǒng)在模糊PID控制器作用下的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電流、反電動勢波形曲線，并對其進行了分析。仿真結(jié)果表明采用模糊PID控制提高了系統(tǒng)的控制精度，驗證了該控制系統(tǒng)的可行性。
　　最后，本文詳細地闡述了無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動產(chǎn)生的原因，根據(jù)仿真的實際情況，重點分析了無刷直流電機換相轉(zhuǎn)矩脈動，并介紹了電機在運行時換相轉(zhuǎn)矩抑制的方法，提出了