多旋翼飛行器的BLDC無位置驅動器的設計.pdf

1、無刷直流電機采用電子換向替代有刷電機的機械換向可以獲得更好的轉矩轉速特性和高速動態(tài)響應，并同時具有高效率、低噪聲、高轉速等特點。傳統(tǒng)的無刷直流電機采用有位置傳感器獲取轉子位置，但位置傳感器增加了電機的重量和結構尺寸，且不易安裝和維護。本論文以多旋翼飛行器作為控制對象，主要對小功率的無位置傳感器無劇直流電機驅動控制器進行設計，并最終和永磁無刷直流電機本體形成機電一體化的產品。
　　本文首先簡述無刷直流電機的基本結構和工作原理，并結合

2、無刷直流電機的等效電路建立數(shù)學模型，進行了動、靜態(tài)特性分析。
　　其次，本文對無刷直流電機無位置控制進行研究，其中轉子位置信號獲取是無位置控制的研究重點。“反電勢法”是最常用的轉于位置檢測方法，本文以H-PWM-L-ON調制方式為例，分析了“模擬比較”和全數(shù)字采樣的兩種反電勢過零檢測的實現(xiàn)方式。啟動控制采用“三段式”啟動法，通過“雙步”定位和升壓升頻的方式逐漸提高轉子轉速，可快速平穩(wěn)完成加速過程。在此基礎上，搭建了無位置控制系統(tǒng)的

3、Matlab/Simulink仿真模型，驗證了方案的可行性。
　　最后，結合系統(tǒng)的設計要求，進行了電機驅動系統(tǒng)的軟硬件設計。硬件設計上，選用C8051F310單片機作為控制芯片，功率模塊采用MOS并聯(lián)的電路形式實現(xiàn)均流，并在反電勢檢測電路中，結合實際電路對阻容濾波網(wǎng)絡的相位特性進行了分析。在軟什設計上，嘗試了兩種基于“反電勢法”的無位置控制設計方案。結合實際運行情況進行比對分析，選擇“模擬比較”作為最終方案。經測試，電機在空載和帶