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随着无刷直流电机在国防军事、工业生产及社会生活领域的不断推广与运用,简洁高效而又性能优异的无刷直流电机控制策略一直以来是国内外研究的热点。本文以无刷直流电机及其控制技术为研究对象,采用简化的直接转矩控制方式对无刷直流电机进行控制研究,分析了无刷直流电机直接转矩控制在高速时转矩脉动形成的原因并提出了重叠换相法与直接转矩控制相结合的改进控制方式,减小了电机转矩脉动。 首先,本文在介绍了无刷直流电机发展趋势的基础上分析了无刷直流电机的优缺点,并对其技术问题及国内外研究的现状进行了探讨,包括无位置传感器技术、转矩脉动抑制技术、直接转矩控制方式,对其中的一些技术及控制方式进行了总结对比。 其次,介绍了无刷直流电机的工作原理并建立了数学模型,总结了无位置传感器控制法,详细分析了无刷直流电机反电势检测法并归纳了传统的起动方式。在传统无刷直流电机直接转矩控制的基础上本文采用简化的直接转矩控制方式,这种控制方式省略了复杂而繁琐的磁链观测和计算,经Simulink仿真表明,该无磁链环直接转矩控制方案具有控制结构简单、转矩响应速度快、脉动小、电机转速稳定等优点;同时发现:这种控制方式在高速时失去了换相矩脉动抑制能力。 最后,本文分析了直接转矩控制在高速时转矩脉动的形成原因,结合重叠换相法中延时关断换相方式,提出了无磁链环无刷直流电机直接转矩控制和重叠换向法相结合以抑制高速时转矩脉动的控制方法,并利用Simulink搭建了优化后的直接转矩控制仿真平台,仿真验证证明了所提控制策略的有效性,提高了直接转矩控制方式高速时的控制性能。