基于DSP28335的永磁无刷直流电机变频调速系统设计.doc

摘要：BLDCM是一代代工程师以BDCM为基础研发而来的，它运用了电子换向器结构来代替冗余的机械换向结构和易损耗且对电机有危害的电刷。因此BLDCM在拥有直流电机良好的调速性能的优点之外，还有着交流电所特有的结构精简、运行安全可靠、维护快捷方便这些优异性能。本论文的目的是了解和学习无刷直流电机的功能特性，对此本文依据现有资料和工具构建了一种无刷直流电机数学模型，并相应的设计了配套的硬件测试平台以及选用了合适的控制策略来对无刷直流电机进行变频调速实验，具体安排如下:

在本论文中的第一部分首先介绍了研究对象BLDCM的研究背景，论述了当代中外的无刷直流电机的现实地位处境。然后粗略的介绍了一些无刷直流电动机和直流电机的架构和工作原理，从两种电机的结构与工作原理上进行了一些比较，以此来体现无刷直流电机的优越性。

然后，根据无刷直流电机的结构，对它的工作原理进行了分析研究。在MATLAB的SIMULINK的环境中，利用电机的变量方程和它丰富的模块库搭建数学模型。本段分别介绍了控制系统的各个子模块如何构建以及其功能。本次建模采用双闭环控制来作为控制算法，双闭环控制一方面包括利用离散PID控制速度环反馈，另一方面则为运用滞环电流跟踪型SVPWM逆变器来完成电子换相。

在软硬件设计部分介绍了DSP28335芯片的各端口的功能，并利用DSP28335芯片构筑了控制系统。在本部分中我搭建了硬件平台和架构了软件系统，在DSP28335芯片优秀的数据处理能力和完善的功能模块下，从而可以省去复杂的硬件电路设计，从而减少了设计成本。

最后通过实验得到仿真结果，分析观察后得到电机的相电流、转速、输出电磁转矩等参数与理论的波形相比较，从而验证了控制策略的可行性，以及本设计方案。

关键词:无刷直流电机, MATLAB/Simulink, PID, SVPWM, DSP28335

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 研究背景及意义-1

1.2 BLDCM发展研究现状-3

1.3 本文内容概括与结构安排-4

第二章 BLDC的工作原理和数学模型-5

2.1 BLDCM的结构与原理-5

2.2 BLDCM数学模型-6

2.3 位置信号与反电动势-9

2.4 MATLAB/Simulink建模-10

第三章硬件设计与控制系统软件设计-14

3.1 硬件平台搭建-14

3.1.1 主功率器件选择-14

3.2.2  IGBT驱动电路-15

3.1.3 电流电压检测电路-17

3.2.4 过流过压保护电路-19

3.2.5 转子位置反馈与测算-20

3.3 系统控制软件平台设计-21

第四章 仿真结果及分析-22

4.1仿真参数设定-22

4.2 仿真结果及分析-22

第五章 总结与展望-26

5.1 总结-26

5.2 展望-26

参考文献-27

致    谢-30