一种无位置传感器无刷直流电机闭环控制系统设计

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1 绪论

1.1 论文的研究背景及意义

1.2 无位置传感器无刷直流电机控制技术研究现状

1.2.1 电机启动方法

1.2.2 转子位置估计方法

1.3 闭环控制技术研究现状

1.4 本文主要工作及章节安排

2 外转子无刷直流电机的基本原理与控制方式

2.1 外转子无刷直流电机的基本结构

2.1.1 外转子无刷直流电机本体

2.1.2 位置检测模块

2.1.3 控制模块及功率模块

2.2 无刷直流电机的运行原理

2.2.1 正弦波驱动

2.2.2 方波驱动

2.3 无刷直流电机的数学模型

2.4 本章小结

3 无位置传感器无刷直流电机控制系统建模与控制器设计

3.1 系统模型的建立

3.1.1 无刷直流电机本体模块和功率模块

3.1.2 转子位置检测模块

3.1.3 速度估算模块

3.1.4 启动模块

3.1.5 模拟风扰转矩模块

3.1.6 闭环控制模块

3.1.7 仿真实验结果分析

3.2 转速环滑模控制器设计与仿真

3.2.1 滑模控制原理简介

3.2.2 基于趋近率的滑模控制方法

3.2.3 滑模变结构控制器设计

3.2.4 仿真实验结果分析

3.3 本章小结

4 无位置传感器无刷直流电机控制系统硬件电路设计

4.1 控制系统总体结构设计

4.2 控制系统硬件模块设计

4.2.1 主控芯片模块设计

4.2.2 电源模块设计

4.2.3 光耦隔离模块设计

4.2.4 推挽电路模块设计

4.2.5 三相逆变模块设计

4.2.6 反电动势捕捉模块设计

4.2.7 电流采集模块设计

4.2.8 PCB 设计

4.3 本章小结

5 无位置传感器无刷直流电机控制系统软件设计

5.1 软件总体结构设计

5.2 软件程序设计

5.2.1 电机启动程序设计

5.2.2 反电动势检测换相子程序设计

5.2.3 闭环调速程序和转速估计程序设计

5.2.4 外部调速信号捕捉程序设计

5.2.5 延时函数程序设计

5.2.6 电流采样及过电流保护程序设计

5.3 本章小结

6 系统调试与实验结果分析

6.1 测试平台搭建

6.2 电路调试及改进

6.3 控制系统实验与波形分析

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 展望

致谢

参考文献

附录