直流陀螺電機(jī)穩(wěn)速系統(tǒng)的研究.pdf

1、陀螺尋北儀是一種全天候、不依賴其他條件測(cè)定真北的定向儀器,通過敏感地球自轉(zhuǎn)角速度來完成找北。陀螺電機(jī)是陀螺尋北儀的心臟,要使陀螺儀穩(wěn)定且尋北精度高,必須要求陀螺電機(jī)在尋北過程中保持較高的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度。傳統(tǒng)陀螺馬達(dá)多采用交流電機(jī),交流電機(jī)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率較低等缺點(diǎn),且很難達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速精度。無刷直流電機(jī)不僅轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度優(yōu)于交流電機(jī),而且體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)速特性好、效率高。
　　為了提高陀螺尋北儀的定向精度,從陀螺運(yùn)動(dòng)方程入手分析研究

2、了陀螺電機(jī)轉(zhuǎn)速大小和轉(zhuǎn)速精度對(duì)尋北結(jié)果的影響。闡述了兩相無位置傳感器無刷直流電機(jī)的工作原理,給出了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)及電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
　　在兩相無刷直流電機(jī)工作原理和數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于DSP的陀螺電機(jī)硬件控制系統(tǒng)。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)為四路相位相差90°的方波信號(hào),由TMS320LF2407產(chǎn)生;采用雙H橋模塊對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制,四路方波信號(hào)通過改變雙H橋的通斷來實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和停止。為了能夠提高直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速精度,在開

3、環(huán)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了電機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制的核心在于反電勢(shì)提取。電機(jī)的端電壓由脈沖控制信號(hào)與反電勢(shì)信號(hào)疊加而成,對(duì)端電壓進(jìn)行濾波來濾除不需要的高頻成分,再將反電勢(shì)信號(hào)進(jìn)行過零比較。過零比較后得到的輸出信號(hào)是與反電勢(shì)頻率相同的方波信號(hào),DSP根據(jù)反電勢(shì)信號(hào)的頻率改變輸出的四路驅(qū)動(dòng)信號(hào),對(duì)電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制。
　　在硬件電路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩相直流電機(jī)的軟件控制系統(tǒng),完成了四路相位相差90°的方波信號(hào)的生成、反電勢(shì)提取、頻率值計(jì)算和閉環(huán)控