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无刷直流电动机是随着现代科学技术尤其是电力电子技术的发展而出现的一种电机,具有调速性能好、运行效率高且体积小、重量轻等优点,在各个领域有着广阔的应用前景。然而由于传统无刷直流电机需要速度和位置传感器,从而带来了一些缺陷,限制了无刷直流电机应用领域的进一步扩展。因此,长期以来,无刷直流电机的无速度和位置传感器控制技术便成了国内外众多专家和学者研究的热点之一。
本课题在国内外已有的大量研究的基础上,对无速度和位置传感器无刷直流电机的控制进行了研究和总结,包括无刷直流电机的位置检测及起动方法、速度控制、电流换相转矩脉动的抑制,并设计了一个基于美国模拟器件公司的电机控制专用数字信号处理器ADMC4001的硬件控制系统。
本文介绍了一些无刷直流电机位置检测方法,提出了一种适用于凸极无刷电机在静止和低速状态下的电机转子位置检测方法,并将该方法与常规的三段式电机起动方法结合,新的方法能很好的实现无速度和位置传感器无刷直流电机的起动。
在无刷电机的速度控制方面,因为传统的PI控制器有对参数变化十分敏感的缺点,本文将人工神经网络与矢量控制器相结合,提出了一种新的无刷直流电机速度控制方法。仿真结果表明,当系统参数动态变化或受到外部不确定因素影响时,利用神经网络来在线调整网络的隶属函数参数以及神经网络递归权值,使系统具有良好的动静态性能。
本文详细地阐述了无刷直流电机换相转矩脉动产生的原因,提出了一种采用直流侧电流反馈控制的换相转矩脉动抑制方法,这种方法将无差拍电流控制器和换相补偿相结合。并通过仿真证明所提出的换相转矩脉动抑制方法的有效性。