基于simulink的永磁无刷直流电机控制系统的仿真研究

河 北 工 业 大 学 毕 业 论 文 作 者 赵孟冉 学 号 110159 学 院 机械工程学院 系专业 测控技术与仪器 题 目 基于simulink的永磁无刷直流电机控制系统的仿真研究 指导者 杨伟东 专家 姓 名 专业技术职务 评阅者 姓 名 专业技术职务 2023年06月01日 毕业设计（论文）中文摘要 基于simulink的永磁无刷直流电机控制系统的仿真研究 摘要 永磁无刷直流电动机由于它具有调速方便、结构简朴、易于控制、维护方便、功率密度大等优点,在计算机外围设备、伺服系统、仪器仪表、变频洗衣机、变频空调等家用电器中得到了广泛的应用。因此,假如建立永磁无刷直流电动机的驱动控制系统和仿真模型,通过度析仿真结果可以有效的缩短整个设计系统周期。本文重要研究直接转矩控制策略的永磁无刷直流电机模型的建立与仿真，并让其结果和双闭环控制系统的仿真结果进行对比。根据已知电机参数和实际运营状况,通过MATLAB软件中的SIMULINK模块,建立永磁无刷直流电动机控制系统的动态模型,并且通过实验验证了结果的对的性。 关键词永磁无刷直流电机；Simulink仿真；直接转矩控制；双闭环控制 毕业设计（论文）外文摘要 Title Model and simulation of permanent magnet brushless DC motor and control system based on SIMULINK Abstract Permanent magnet brushless dc motor due to it is easy to control, simple structure, easy to control, convenient maintenance, the advantages of large power density, in computer peripheral equipment, instruments and meters, servo system, frequency conversion washing machine, frequency conversion air conditioning has been widely used in household appliances. So, if you establish a permanent magnet brushless dc motor drive control system and simulation model, through the analysis of the results of simulation system can effectively shorten the design cycle. This paper mainly research on direct torque control strategy of permanent magnet brushless dc motor model and simulation, and the results were compared with the simulation result of the double closed loop control system. According to the known motor parameters and actual running status, through the SIMULINK module of MATLAB software, set up the dynamic model of the permanent magnet brushless dc motor control system, and the correctness of the results is verified by experiment. KeywordsBLDCM,Simulink simulation，Direct torque control，double closed loop control 目 录 摘要I AbstractII 目 录III 1 引言（或绪论）1 1.1 论文选题的背景和意义1 1.2 国内外研究现状1 1.3 论文的重要研究内容2 2 无刷直流电动机直接转矩控制理论的概述3 2.1 无刷直流电动机的控制理论3 2.2 无刷直流电动机的重要数学模型11 2.3 无刷直流电动机位置检测14 3 无刷直流电机直接转矩控制仿真22 3.1 无刷直流电动机直接转矩控制建模22 3.2 仿真结果及分析25 4 仿真结果的最终对比29 结论32 参考文献33 致谢36 1 引言（或绪论） 永磁无刷直流电机的工作原理 本文选择的是三相带传感器的永磁刷直流电动机。它有三个霍尔传感器，用来检测转子的为值信息，用来换向和计算出转子当前的速度信息。每个霍尔传感器的相位相差120度、可以均匀 检测到传感器的位置。根据不同时刻相绕组的通电情况，分为六个工作区间，每个工作的区间为60度电角度。在每个工作区间里，都是两相绕组在通电并且哪两个工作绕组是特定的。 三个霍尔传感器可以得到位置编码，位置编码中每一位为零或者为一，每个编码代表转子所在的区间。也就是知道了转子的位置。根据得到的传感器位置信息，可以知道下一步要工作在那个工作区间，也就是让哪两个绕组通电。在程序中每个工作区间可以建立一个表。通过查表来设立通电的两个绕组。 根据无数直流电机工作的基本原理可以知道，可以通过该该编加在绕组两端电压的方法来改变电机的转动速度。在实际应用中即改变电机控制芯片发出的pwm信号的脉宽（或者说占空比）来调节电机的速度。 如图可以看到导通开关和位置编码。 1．1 论文选题的背景和意义 随着电子电力技术及新型永磁材料发展讯速成熟逐渐衍生出永磁无刷直流电机（Bru shlessDCMotor，以下简称BLDC）这种新型的电动机。它不仅保存了普通直流电动机的优良机械特性，并且还具有体重量轻、控制精度高、惯性小和体积小这些优点。它逐渐广泛使用在电动交通工具、光驱、智能机器人等范围。而随着应用范围的不断扩大，成本低廉、控制算法合理、设计简朴、开发周期短也成为了控制系统所需要具有的规定。永磁无刷直流电动机控制系统的仿真模型的