2023年基于反电动势法的无刷直流电机控制系统的建模与仿真.doc

开题报告-基于反电动势法的无刷直流电机把握系统的建模与仿真开题报告 电气工程及自动化 基于反电动势法的无刷直流电机把握系统的建模与仿真 一、综述本课题国内外争辩动态，说明选题的依据和意义 无刷直流电机进展历程 20世纪30年月，一些学者开头研制接受电子换向的无刷直流电机，为无刷直流电机的诞生供应了条件但是由于当时的大功率电子器件还处于初级进展阶段，没能找到抱负的电子换向器件，是的这种牢靠性差、效率地下的点击只能提留在试验室阶段，无法推广使用1955，美国的Harrison和Rye首次成功用晶体管换向线路代替电机机械电刷换向装置的专利，这就是现代无刷直流电机的雏形其后经过反复不断试验和不断实践，借助霍尔元件实现电子换向的无刷电机最终在1962年问世，从而开创了无刷直流电机产品化的新纪元随着电力电子工业的进展，很多新型的高性能半导体功率元件相继消灭，为无刷直流电机的进展奠定了坚实的基础1978年德国Mannesmann公司推出MAC无刷直流电机及其驱动系统，这标志着无刷直流电机正在进入有用阶段20世纪90年月以后，计算机技术与把握理论进展格外快速，单片机，数字信号处理器（DSP），现场可编程门阵列（FPGA）、简单可编程规律器件（CPLD）等微处理器得到了空前的进展，指令速度和存储空间都有了质的飞跃，进一步推动了无刷直流电机的进展。

此外，一些先进的把握策略和方法，如滑模变结构把握、模糊把握、质抗扰把握和自适应把握等，不断的被应用到无刷直流电机把握系统中这些方法在肯定程度上提高了无刷直流电机把握系统在转矩波动抑制、转速动态和稳态响应以及系统抗干扰等方面的性能，扩大了直流无刷电机把握系统的应用范围，同时还丰富了相关把握理论的内涵 无刷直流电机争辩现状 目前，国内外无刷直流电机的一般把握技术已经比较成熟，我国已经制定了GJB1863无刷直流电机通用规范国外发达国家对无刷电机的争辩内容与中国大体相当，但美国与日本具有较先进的无刷直流电机制造与把握技术特殊是日本在民用方面比较突出，而美国在军工方面更加先进当前的争辩热点主要集中在以下三个方面：1：争辩无位置传感器把握技术以提高系统的牢靠性，并进一步缩小电机尺寸与重量；2：从电机设计和把握方法等方面动身，争辩无刷直流电机转矩波动抑制方法，从而提高其伺服精度，扩大其应用范围；3：设计牢靠、小巧、通用性强的集成化无刷直流电机把握器 无位置传感把握技术主要通过电机内简洁猎取的电压或电流等信号，经过肯定的算法处理，得到转子的位置信号，也称为转子位置间接检测法转子位置间接检测法包括：反电动势法、电感法、磁链法、续流二极管法、变电机结构法、观测器估量法、智能估量法。

转矩波动抑制争辩是无刷直流电机把握系统中重要的课题同其他电机一样，无刷直流电机的设计不行能完全避开齿槽效应、涡流效应等现象，因此齿槽转矩在无刷直流电机转矩波动抑制中需要考虑，通常可接受斜槽和分数槽的方法对其进行抑制，效果较好引起无刷直流电机转矩波动的缘由很简单，针对不同的状况可接受相应的把握方法，各种方法都有自己的优缺点和适用场合同时，现有的转矩波动争辩方法均是针对电机结构及把握方案提出的一些改善或补偿方法，并没有从根本上消退转矩波动，因而对于转矩波动抑制的争辩还有待于进一步深化 无刷直流电机把握器的进展同电器元件类似，经受了从分立元件把握方式到数字可编程集成电路把握方式的进展历程一般接受分立电子元器件设计的无刷直流电机把握器结构简单、体积较大，相应的牢靠性和通用性也较差，不利于批量生产因此，对无刷直流电机的把握，当前主要接受专用集成电路（ASIC）把握器、FPGA、单片机和DSP把握器等方式 反电动势法 在各种无位置传感器把握方法中，反电动势法是目前技术最成熟、应用最广泛的一种未知检测方法该方法将检测获得的反电动势过零信号延迟30°电角度，得到6个离散的转子位置信号，为规律开关电路供应正确的换向信息，进而实现无刷直流电机的无位置传感器把握。

目前，反电动势法的关键是如何检测反电动势过零点，国内外众多学者对反电动势法进行了深化争辩，已提出了端电压检测法、反电势积分法、反电势三次谐波法、续流二级管法以及线反电势法等多种检测方式 无刷直流电机把握系统仿真 电机把握系统的争辩对硬件条件和试验水平要求较高，有些试验可能造成电机和试验设备损坏，这在肯定程度上增加了争辩成本，也给直接试验带来很大困难，引入计算机仿真技术可以有效缓解上述冲突计算机仿真技术在现代化电机把握系统中的应用，能促进争辩人员更加便利的设计和分析把握系统，对加快产品的研发速度和降低科研成本都具有重要意义目前常用的电机把握系统仿真软件有MATLAB/Simulink、ASCL、SPICE、Saber等，其中Simulink应用较为广泛Simulink具有特地的电机把握系统仿真工具包，其示例模型（demos）涵盖几乎全部常用的交、直流驱动系统类型，包括矢量把握、直接转矩把握等高性能电机把握策略的建模另外，Simulink友好的用户界面、简洁的操作方法和基于MATLAB的强大数据分析功能也为其应用制造了有力条件 由于无刷直流电机具有高效率、长寿命、低噪声以及较好的转速-转矩特性等优点，在汽车、航空、家用电器等行业内等到了较好的进展。

由此争辩无刷直流电机把握系统就具有了实际意义此外，该课题有助于同学对电机结构工作原理的进一步了解，尤其是直流无刷电机通过该课题，有助于把握电机仿真软件，为以后从事这方面工作奠定基础 二、争辩的基本内容，拟解决的主要问题： 1、 把握基于反电动势法的无刷直流电机把握系统工作原理，并分析其驱动方式和把握策略 2、把握无刷直流电机把握系统的拓扑结构、系统构成和工作原理，并对基于反电动势法的无刷直流电机把握系统进行建模与仿真 3、应用前沿电力电子技术和先进把握理论，完成无刷直流电机的闭环把握与性能分析 4、综合把握电气工程学科领域前沿的电力电子技术，及电力传动把握方面的基础理论和相关技术 三、争辩步骤、方法及措施： 到图书馆查阅与课题相关的一些文献资料，把握无刷直流电机把握系统的主要内容（工作原理、拓扑结构、系统构成等） 通过自主学习把握Matlab仿真软件 ，并基于反电动势法的无刷直流电机把握系统进行建模与仿真 针对该课题查找最新工程实例，并对其进行分析，把握这项技术 整理资料，完成论文设计 四、参考文献 （1） 刘增磊，程小华. 无刷直流电动机进展与现状（J），防爆电机，2023年第三期第42卷. （2） 夏长亮. 无刷直流电机把握系统（M）. 北京：科学出版社，2023. （3） BYOUNG-KUK LEE, Advanced Simulation Model for Brushless DC Motor Drives （J）, Texas A&M University, 2023. （4） 张琛. 直流无刷电机原理及应用（M），第2版. 北京：机械工业出版社，2023 （5） 张葛祥，李娜. MATLAB仿真技术与应用（M），北京：清华高校出版社，2023 （6） 王永. “反电势法”无刷直流电机把握系统争辩（D），硕士学位论文.南京：东南高校电气系，2023 （7） 王瑞光. 无刷直流电机无位置传感器把握的争辩（D），硕士学位论文.哈尔滨：哈尔滨工业高校机械系，2023此资料由网络收集而来，如有侵权请告知上传者马上删除。

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