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多电/全电飞行器逐渐成为现代飞行器的发展趋势,电动燃油泵作为飞行器电源系统中的基础设施之一,其总体性能及稳定性是整个系统研究的重点领域。随着电子技术和永磁电机的发展,新型永磁同步电机以其体积小、功率密度高、效率高、控制灵活方便等诸多优点,已广泛应用于燃油泵的驱动控制。本文以一台三相9/6极永磁同步电机为研究对象,对其结构特点、工作原理和数学模型分别展开分析,并提出一套包含前馈控制、反馈控制和矢量解耦控制的高性能复合驱动系统。为验证所设计控制策略的效果,搭建实验平台,并对样机进行大量的稳态实验和动态实验。结果表明,本文设计的整套驱动系统动态性能好,可靠性高,具有广泛的应用。 论文主要研究内容概述如下: 1.针对永磁同步电机,分析了其基本结构及运行特点,得到一相的等效电路图,建立了电机的电压方程、转矩方程和运动方程,并最终得出其传递函数。 2.以坐标变换为基础,对矢量控制进行了详细分析,并根据永磁同步电机的特点及数学模型,设计了一套集反电势前馈补偿控制,电枢前馈补偿控制,转速、电流双闭环反馈控制和通过矢量变换进行解耦控制为一体的高性能复合驱动系统。 3.针对整个驱动系统,研究制作了一套以独立H桥为主驱动形式的通用驱动电路,主控制器采取DSP作为核心,辅以CPLD作为逻辑控制器,整个硬件电路还包含了电流、电压测量,电机转子转速、转角测量,相电流过流保护、系统程序保护、主动控制和上下MOSFET管防共态导通等相关措施。 4.搭建了完整的实验驱动平台,将设计的控制策略转化为运行程序,对样机进行了大量的稳态实验和动态实验,并对结果进行了详细地描述和分析。