基于FPGA的無(wú)刷直流電機(jī)模糊控制器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、無(wú)刷直流電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械特性好、調(diào)速特性好等優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車、航空航天等領(lǐng)域。同時(shí)，無(wú)刷直流電機(jī)及其控制技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中也面臨著不斷的困難和挑戰(zhàn)。目前，大多數(shù)電機(jī)控制器都以DSP或單片機(jī)為主控芯片，然而，這種軟件執(zhí)行的控制器存在一定的問(wèn)題。在無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合，往往存在許多尖峰脈沖,這些脈沖輸入到控制器，會(huì)干擾控制器的CPU，導(dǎo)致程序跑飛等現(xiàn)象，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。針對(duì)此問(wèn)題，本文提出了基于FPGA的無(wú)刷直流電機(jī)全硬件控制器，

2、充分利用FPGA硬件執(zhí)行的特點(diǎn)，提高無(wú)刷直流電機(jī)抗干擾能力，提升執(zhí)行速度及控制精度。
　　本文首先從無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)入手，針對(duì)傳統(tǒng)PI控制算法存在的響應(yīng)性能差、控制效果不佳等問(wèn)題，結(jié)合智能控制領(lǐng)域的模糊控制理論提出了模糊自適應(yīng)PI控制算法。同時(shí)分析了無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的產(chǎn)生原因，提出了針對(duì)電機(jī)運(yùn)行中非導(dǎo)通相二極管續(xù)流引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制方法，即不同于常用PWM調(diào)制方式的PWM_ON_PWM調(diào)制方式。
　　本文利用MATL

3、AB的模糊工具箱設(shè)計(jì)了模糊 PI控制器，并利用SIMULINK搭建了無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)模型。對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，比較了模糊PI與傳統(tǒng)PI控制的控制性能，PWM_ON_PWM與H_PWM-L_ON調(diào)制方式對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響。設(shè)計(jì)FPGA控制器，利用自頂向下及模塊化的設(shè)計(jì)理念構(gòu)建全數(shù)字功能模塊，最大限度發(fā)揮FPGA的優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路并搭建基于FPGA的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　最后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并得出最終結(jié)論?；?/p>