【完整版】直流无刷电机驱动技术的研究毕业论文设计
无刷直流电机(论文设计)
1 绪论无刷直流电机[1]（Brushless DC Motor ,简称BLDCM）用电子换相取代了直流电机的机械换相，把永磁材料做成转子，省去了电刷，因而它具有很强的生命力。
无刷直流电机的驱动电路能比较容易的获得方波，反馈装置简单，功率密度高，输出转矩大，控制结构简单，使得BLDCM的应用比直流电机要广泛得多。
1.1 课题研究目的与意义一个世纪以来，电机作为机电能量转换装置，其应用已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。
众所周知，直流电机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点，但是传统的直流电机均采用电刷，以机械方法进行换向，因而存在机械摩擦，由此带来噪声、电火花、无线电千扰以及寿命短等致命弱点，再加上制造成本高及维修困难等缺点，从而大大地限制了它的应用范围，致使目前工农业生产上，大多数采用三相异步电机。
无刷直流电机既具备传统直流电机运行效率高、调速性能好、无励磁损耗的优点，又具有结构简单、运行可靠、维护方便等独特的优势，特别是与传统直流电机相比，无刷直流电机不采用电刷进行换相，因而不存在机械换相带来的诸多缺点，故在许多高科技领域中应用越来越广泛。
在军事装备领域，使用无刷直流电机能更好地满足快响应、高精度的要求。
对常规武器如雷达的天线控制系统、高射武器的自动跟踪系统等，这些随动系统必须具备很高的角速度、角加速度和很高的跟踪精度，快速跟踪和准确定位是两个重要的技术指标，其控制器的好坏直接影响着装备战术技术性能，因此，如何使随动系统具有稳定性好、可靠性高、响应速度快、跟踪精度高等特点成为研究随动系统的关键。
近十年来，用高新技术武装的各种新型武器如战术导弹、隐形飞机、武装直升机等空中武器不断涌现，其目标识别能力、隐蔽程度、目标命中精度均大大提高，这给武器随动系统提出了新的要求。
在民用领域，随着现代电力电子技术、传感器技术、精密机械技术、自动控制技术以及人工智能技术等高新技术的发展，对电动机的要求从过去简单的提供动力发展到精确控制，从而促进了电动机与电子产品紧密结合的机电一体化产品的发展，如激光加工、机器人、数控机床、柔性制造系统等。
直流无刷电动机研发设计毕业论文
直流无刷电动机研发设计毕业论文目录中文摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 课题的背景及研究意义 (1)1.2 直流无刷电机控制系统的研究 (3)1.3 PCI总线的应用 (7)1.4 课题研究的主要容 (9)1.5 论文的组织结构 (10)第二章直流无刷电机控制原理 (11)2.1 无刷直流电机的结构 (11)2.2 无刷直流电机工作原理 (13)2.3 无刷直流电机PID调速原理 (17)第三章系统硬件设计 (21)3.1 PCI运动卡控制电机的实现方法 (21)3.2 硬件总体设计思想 (22)3.3 数据采集卡及接线端子板 (23)3.4 直流电机及其驱动器 (25)3.4硬件连线示意图 (27)第四章系统软件设计 (28)4.1 软件总体设计思想 (28)4.2 图形化编程软件LabVIEW简介 (29)4.3 PCI控制卡的各子程序设计 (30)4.3.1 转速控制程序 (30)4.3.2 转速检测程序 (36)4.3.3 PID控制程序 (40)4.4 总程序框图 (41)第五章实验与结论 (43)5.1 硬件的安装与测试 (43)5.2 软件测试 (45)5.2.1 转速控制程序测试 (45)5.2.2 转速检测程序测试 (46)5.2.3 PID程序测试 (48)5.3 结果分析 (50)第六章总结与展望 (52)6.1本文工作总结 (52)6.2 研究展望 (52)致谢 (54)参考文献 (55)附录一中文翻译 (57)附录二外文原文 (67)第一章绪论1.1 课题的背景及研究意义直流无刷电动机是在直流有刷电动机的基础上发展起来的，这一渊源关系从其名称中就可以看出来。
直流有刷电动机从19世纪40年代出现以来，以其优良的转矩控制特性，在相当长的一段时间一直在运动控制领域占据主导地位。
但是，有机械接触一直是电流电机的一个致命弱点。
电刷-换向器存在相对的机械摩擦带来了噪声、火化、无线电干扰以及寿命短等弱点，降低了系统的可靠性，再加上制造成本高及维修困难等缺点，从而大大限制了它的应用围。
大学毕业设计论文 电动汽车无刷直流电机驱动的研究
电动汽车无刷直流电机驱动的研究1 电动汽车无刷直流电机驱动介绍交通车辆的废气排放与污染已成为一个世界性的环境问题，近二十年来，世界各国纷纷投入力量，寻找降低或杜绝车辆废气排放与污染的途径， 其中用于轿车和公交客车的电动车/混合动力车技术最为引人注目。
在我国，电动汽车已被列为科技部全面启动实施 12 个重大关键技术攻关与产业化示范科技专项之一。
电动汽车的核心技术是电源系统及驱动系统，电动汽车的驱动将成为现代交流传动技术的一个主要应用领域，具有广阔的市场前景。
无刷直流电机具有小体积、轻重量、高效能、易控制等诸多优点， 既具有直流电机优良的转矩控制特性， 又免除直流电机碳刷需经常维护的弊端，非常适用于电动汽车驱动。
2 直流无刷电机的数学模型为简化电机的数学模型，做如下假设：1) 三相绕组完全对称，气隙磁场为方波，定子电流与转子磁场皆对称分布；2) 忽略齿槽、 换相过程和电枢反应等影响；3) 电枢绕组在定子内表面均匀连续分布；4) 磁路不饱和，不计涡流和磁滞损耗。
于是可以得到三相绕组的电压平衡方程：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a c b a c b a c b a e e e i i i p L MM M L M M M Li i i r r r u u u 000000 (1) 式(1)中，a u 、b u 、c u 为三相相电压；a i 、b i 、c i 为三相相电流；a e 、b e 、c e 为三相反电动势；L 为三相绕组的自感；M 为每两相绕组间的互感；p 为微分算子p = dt d /；由于电机三相采用 Y 型连接，故：0=++c b a i i i (2)0=++c b a Mi Mi Mi (3)将式(2)和式(3)代入式(1)中，得到电压方程：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a c b a c b a c b a e e e i i i p M L M L ML i i i r r r u u u 00000000000 (4)根据式(4)得到电机的等效电路图，如图2-1 所示，电机的反电动势和相电流波形如图2-2 所示。
直流无刷电机毕业设计
直流无刷电机毕业设计毕业设计论文论文题目：直流无刷电机学生姓名：学生学号：专业班级:指导教师：日期：AbstractBrushless DC Motor摘要无刷直流电机是最近发展起来的结合了多学科技术的一种新型电机，结合机电一体化，具有高速度、高效率、高动态响应、高热容量和高可靠性、免维护等优点，同时还具有低噪声和长寿命等特点。
非常适合使用在24小时连续运转的产业机械及空调冷冻主机、风机水泵、空气压缩机负载;低速高转矩及高频繁正反转不发热的特性，更适合应用于机床工作母机及牵引电机的驱动;其稳速运转精度比直流有刷电机更高,比矢量控制或直接转矩控制速度闭环的变频驱动还要高,性能价格比更好,是现代化调速驱动的最佳选择。
目前无刷电机已广泛应用于各种领域，如医疗仪器、分析仪器、材料处理、过程控制、机床工业、纺织工业、轻工机械、电动自行车等。
无刷直流电机的控制要比普通有刷电机的控制要复杂得多。
目前直流电机的控制方法主要有两种，一种是采用专用得直流电机控制芯片，如Motorola公司的MC33035；另一种控制方法各个厂家根据自己的需求采用单片机或DSP进行开发设计。
本设计主要采用嵌入式单片机ATMEGA48写入控制程序，从而形成一种高性能直流无刷电机控制器。
其不但能实现MC33035直流电机控制芯片的全部功能，而且具有接口灵活，功能完善，成本低廉、全数字控制等优点，用户能根据不同应用场合进行灵活配置。
关键词：无刷直流电机、HALL、PWM目录Abstract ............................................................................................... 错误!未定义书签。
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无刷电机毕业论文
1 绪论1.1无刷直流电机的概况普通直流电动机作为最早的电动机广泛应用于工农业生产各个领域，由于其宽阔而平滑的优良调速性能，在相当长一段时间内曾一直是调速系统的首选电机。
但是机械换向装置的存在限制了其发展的应用范围。
直流电动机的机械电刷和换向器因强迫接触造成了其结构复杂、可靠性差、火花、噪声等一系列问题，影响了直流电动机调速精度和性能。
高性能永磁材料，微电子技术，自动控制技术和电力电子技术的发展，特别是大功率半导体的研制成功为创造新型的无刷直流电动机带来生机。
1955年，美国人首次提出用晶体管换向线路代替机械换向装置，经过反复实验，人们终于找到了用位置传感器和电子换相线路来代替有刷直流电动机机械换向装置，出现了磁电耦合式，光电式及霍尔元件作为位置传感器的无刷直流电动机。
之后，人们发现电势波形和转子磁场的位置存在着一定的对应关系，因此又出现了通过观测电枢绕组中的不同电势波形，监测转子位置的无位置传感器的电动机。
80年代初，无刷直流电机进入了实用阶段，方波和正弦波无刷直流电机先后研究成功。
“无刷直流电机”的概念已经由最初的具有电子换向器的的直流电机发展到泛指一切具有传统直流电机外部特性的电子换相电机。
现在，无刷直流电机集电机，变速机构，检测元件，控制软件和硬件于一体化，形成为新一代电动调速系统。
无刷直流电机具有最优越调速性能，主要表现在调速方便(可无级调速)，调速范围宽，低速性能好(启动转矩大，启动电流小)，运行平稳，噪音低，效率高，应用场合从工业到民用极其广泛。
1.2无刷直流电机的定义无刷直流电机是伴随着电力电子开关器件和永磁材料的发展而发展起来的。
从有刷到无刷，从半控元件到全控元件，发展过程中各种新结构不断涌现，电机结构和控制方式也层出不穷。
但是这也在一定程度上带来了无刷直流电机定义上的混乱。
目前的永磁同步电动机都采用了自关断器件构成变频器供电。
由于采用变频起动，现在永磁同步电动机的起动无需附加鼠笼。
直流无刷电动机原理及应用论文
直流无刷电动机原理及应用论文直流无刷电动机（Brushless DC Motor，BLDC）是一种基于电子通断器件控制电机旋转方向和速度的电动机。
相比于传统的直流有刷电动机，BLDC电动机具有更高的效率、更长的寿命、更低的噪音和更高的可靠性等优势，在各个领域得到广泛的应用。
本文将重点探讨BLDC电动机的工作原理和应用。
首先，BLDC电动机的工作原理。
BLDC电动机由定子和转子两部分组成。
定子上包含若干个线圈，并按照一定的序列连接在一起，形成一个三相对称的定子线圈组。
转子上则安装有永磁体，在齿轮上切割一定数量的磁极，使得转子上每个磁极的极性均相邻两个相同。
当BLDC电动机通电时，通过外部电子通断器件按照一定的顺序控制定子线圈的通断，从而形成一个旋转的磁场。
转子上的磁极受到这个旋转的磁场作用，从而顺应旋转运动，带动负载旋转。
BLDC电动机的应用非常广泛。
首先，在家用电器中，BLDC电动机被广泛应用于洗衣机、空调、冰箱等领域。
由于BLDC电动机具有高效、低噪音的特点，使得家用电器具有更好的性能和用户体验。
其次，在汽车领域，BLDC电动机被应用于新能源汽车、电动自行车等交通工具中。
BLDC 电动机通过电能转换为机械能，实现车辆的驱动，提高了汽车的能源利用率和环境友好性。
再次，在工业生产中，BLDC电动机被广泛应用于机械设备、工业机器人等领域。
BLDC电动机具有高效、精准的控制性能，提高了工业设备的生产效率和可靠性。
最后，在航空航天工程中，BLDC电动机被应用于航空器、卫星等航天器件中。
BLDC电动机具有体积小、重量轻、噪音低等特点，适用于空间有限的环境。
当然，BLDC电动机也存在一些挑战和发展方向。
首先，电子通断器件的性能和可靠性对BLDC电动机的工作效果至关重要。
当前，有关电子通断器件的研发和改进仍然是一个热门领域，需要进一步提升其性能和可靠性。
其次，BLDC电动机的功率密度和散热问题也需要解决。
随着电动车等领域对BLDC电动机功率需求的增加，如何在减小体积的同时提升功率密度和散热效果，是一个需要注意的问题。
电动车无刷直流电机毕业设计论文
电动车无刷直流电机毕业设计论文The final edition was revised on December 14th, 2020.摘要近年来，燃油交通工具因尾气排放问题已造成城市空气的严重污染。
于是发展绿色交通工具已经成为一个重要的课题。
考虑到我国的国情，发展电动自行车具有重要的环保意义。
随着电机技术及功率器件性能的不断提高，电动自行车的控制器发展迅速。
本文设计采用无刷直流电机专用控制芯片MC33033为控制芯片，以功率器件MOSFET为开关器件驱动电机，实现对无刷直流电机的控制。
设计出了电路原理图、印制板电路图和电路板实物的3维效果图。
关键词：无刷直流电机 MC33033 原理图印制板电路图AbstractIn recent years, transportation fuel emission problem has been caused by urban air pollution levels. So the development of green transport has become an important issue. Taking into account China's national conditions, development of electric bicycles has important environmental significance. With the motor technology and continuously improve the performance of power devices, the rapid development of electric bicycle controller. This design uses a brushless DC motor for the control of dedicated control chip MC33033 chip, in order to power MOSFET devices as the switching device drive motor, to achieve control of the electric bike. Design a circuit diagram, PCB circuit diagrams and circuit board real 3-D renderings.Keywords：brushless DC motor MC33033 Schematic PCB circuit目录摘要............................................ 错误!未定义书签。
（毕业论文）永磁无刷直流电机论文
小功率永磁无刷直流电动机的设计和仿真研究摘要永磁无刷直流电动机是把电机、电子和稀土材料的高新技术产品发展紧密的结合在一起的新型电机，它具有单位体积转矩高、重量轻、转矩惯量小、控制简单、能耗少和调速性能好等优点，因而在航天航空、数控机床、机器人、汽车、计算机外围设备、军事等领域及家用电器等方面都获得了广泛的应用。
因此，设计性能优异的永磁无刷直流电机具有重要的理论意义和应用价值。
本论文系统的研究了35w小功率永磁无刷直流电机的本体设计，包括设计方法、有限元分析、性能计算、软件仿真等。
本文主要的研究内容如下：1、综述了永磁无刷直流电机的研究现状、存在问题和发展前景，分析了永磁无刷直流电机的基本理论。
2、建立永磁无刷直流电机的数学模型，先利用解析法对该电机进行电磁设计，然后利用有限元法对电机进行优化。
3、基于星形连接三相三状态的控制电路，利用Infolytic公司的MagNet电磁场分析软件建立了永磁无刷直流电机的有限元分析模型，仿真分析其静态气隙磁场分布及动态带负载时的电机特性。
并将软件仿真所得结果与设计计算结果进行比较分析，验证了设计方法的正确性。
关键词：电机设计，无刷直流电动机，有限元分析，稳态特性第一章绪论1．1永磁无刷直流电动机的发展状况永磁无刷直流电动机是一种新型的电动机，其应用广泛，相关技术仍然在不断的发展中，该类电动机的发展充分体现了现代电动机理论、电力电子技术和永磁材料的发展过程。
其中，永磁材料、大功率开关器件、高性能微处理器等的快速发展对永磁无刷直流电动机的进步功不可没。
1821年9月，法拉第建立的世界上第一台电机就是永磁电机，自此奠定了现代电机的基本理论基础。
十九世纪四十年代，人们研制成功了第一台直流电动机。
1873年，有刷直流电动机正式投入商业应用。
从此以后，有刷直流电动机就以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用，占据了极其重要的地位。
随着生产的发展和应用领域的扩大，对直流电动机的要求也越来越高。
无刷直流电机毕业设计
无刷直流电机毕业设计编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：电动小车中无刷直流电机的控制系统业学号： 0822104学生姓名：姚振德指导教师：方光辉（职称：副教授）（职称：）2019年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）电动小车中无刷直流电机的控制系统是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
班级：学号：作者姓名：月无锡太湖学院信机系电子信息工程专业毕业一、题目及专题：1、题目设计论文任务书2、专题一、课题来源及选题依据：直流电动机因其优良的调速、起动、制动性能在各种电力拖动系统中得到广泛的应用，但因直流电机的机械换向出现的火花等问题在一些地方限制了直流电机的使用。
自20世纪70年代以来，电力电子器件迅速发展，研制并生产出多种既能控制其导通又能控制其关断的全控型器件，如门极可关断晶闸管（GTO ）、电力晶体管（GTR ）、电力场效应管（P-MOSFET ）、绝缘栅极双极型晶体管（IGBT ）等，这些全控型器件性能优良，由它们构成的电子开关在直流电机中取代了机械换向，构成直流无刷电机，解决了机械换向出现的火花等问题，同时由全控元件组成的脉宽调制直流调速系统（简称PWM 调速系统）近年来在中小功率直流传动中得到了迅猛的发展, 且由于专用集成电路的出现，使控制器性能更加优良，体积减小。
本课题研究电动小车中无刷直流电机的控制系统。
二、本设计应达到的要求：了解电动小车的工作情况，其负荷特点；了解PWM 技术的现状﹑发展以及其应用价值和可操作性。
明确生产机械对ZD 调速系统的要求；拟定ZD 调速方案；熟悉无刷ZD 电动机的基本工作原理；熟悉位置检测传感器的原理；选用专用PWM 集成电路在无刷直流电动机进行速度控制；应用集成驱动电路完成对电动机驱动和调速等性能的要求；完成毕业设计总体方案。
无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计
无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计学号：1008421057本科毕业论文（设计）(2014届)直流无刷电机控制系统的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程姓名胡杰指导教师陆俊峰陈兵兵高工助教2014年4月摘要无刷直流电机的基础是有刷直流电机，无刷直流电机是在其基础上发展起来的。
现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位，但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。
自上世纪以来，人们的生活水平在不断地提高，人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化，而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展，人们对电机的要求也在不断地改变。
现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等，由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。
本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机，主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片，通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。
关键词：控制系统；DSPIC30F2010芯片；无刷直流电机AbstractBrushless dc motor is the basis of brushless dc motor, brushless dc motor is developed on the basis of its. Now in all kinds of brushless dc motor drive applications while it is not the dominant position, but the brushless dc motor has been a great deal of attention.Since the last century, constantly improve the people's standard of living, people in the office, industrial, manufacturing, electrical appliances and other fields increasingly tend to be miniaturization, intelligence, high efficiency, and as all equipment in the field of motor is in constant development, people on the requirements of the motor is in constant change. At this stage of the requirements of the motor is high efficiency, high speed, high precision and so on, so is the application of brushless dc motor as the change of people's requirements and continuously rapid growth.The design of this system mainly through a control system to drive the brushless dc motor, mainly dspic30f2010 chips as the main control chip, through collecting motor feedback control circuit of hall signal and compare and then programmatically to control the speed of brushless motor and started to stop.Keywords: Control system; dspic30f2010 chip; brushless DC motor目录摘要 (I)Abstract (III)目录 (IV)1 引言 01.1 研究背景及意义 01.2 国内外研究现状 (1)1.3 设计任务与要求 (1)2 基本理论 (1)2.1 无刷直流电机的结构以及基本原理 (1)2.2 无刷直流电机的运行特性 (4)2.3 无刷直流电机的应用 (5)3 直流无刷直流电机控制系统的设计 (6)3.1 无刷直流电动机系统的组成部分 (6)3.2 无刷直流电机控制系统的设计 (8)4 直流无刷电机的电路设计 (9)4.1 开关电路的设计 (9)4.2 保护电路的设计 (9)4.3 驱动电路的设计 (10)4.4 反馈电路的设计 (10)4.5 电源电路的设计 (11)5 直流无刷电机控制系统的软件设计 (11)5.1 系统功能的实现 (12)5.2 软件流程图 (12)6 实物成果及展望 (13)致谢 (16)参考文献 (16)附录 (19)1 引言近年来随着微电子技术自动控制技术和新型永磁材料的发展，无刷直流电机的应用越来越广泛。
无刷直流电机控制毕业设计论文
摘要摘要近些年来，随着人们对保护生态环境意识的逐渐提高，电动车得到了迅速发展，相信这种电动车在将来会成为人们广泛应用的一种交通工具。
本文介绍了基于TMS320LF2407的霍尔位置传感器直流无刷电机控制系统的设计原理和设计过程。
以如何构建该系统为中心，侧重于TMS320LF2407技术在BLDCM 控制系统中的具体应用。
首先对直流无刷电机的基本组成环节、基本工作原理作了详细的介绍，分析了直流无刷电机的换相过程和PWM 信号的分配情况。
在此基础上，提出了基于DSP 技术的有位置传感器设计方案，并根据该方案分别进行了硬件电路和系统软件的设计与调试。
硬件部分先作了整体设计的论述，然后对主要的电路设计，及一些重要电子元器件及其参数的选择做了介绍。
软件部分也首先介绍了整体设计，接着详细论述了软件实现方面的几个问题。
关键词：电动车；无刷直流电动机；霍尔位置传感器；TMS320LF2407ABSTRACTABSTRACTIn the recent years，as People are gradually awareness of protecting the ecological environment，the electric vehicles has been rapid developed. So we believe the electric vehicles will be widely used in the future.This document presents the theory and process of the design for a hall position sensor BLDCM motor using TMS320LF2407. Regard how to structure the control system with TMS320LF2407 chip as the center in this paper .I first talk about the basic component part, the basic running principle of the BLDG motor. Followed, it analyses the course of changing phase and distributing of PWM signal. Based on these facts, we present the sensor solution for BLDG motor, design the hardware system and software system. The part of hardware design first expounds the whole design. Then the design of several primary circuits is discussed and the choice of some important electronic components and their parameters in these circuits is analyzed. The part of software design also first discusses the whole design. Then some problems on soft ware realization are dissertated.Key words ：the electric vehicles；BLDCM；hall position sensor；TMS320LF2407毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
毕业设计论文电动车无刷直流电机
毕业设计论文电动车无刷直流电机
电动车无刷直流电机是目前电动车领域中最主流的电机类型之一、它
采用无刷直流电机技术，具有高效率、高性能和低噪音等优点。
本文将从
原理、结构、控制和应用等方面综述电动车无刷直流电机的相关内容。
一、无刷直流电机的原理
无刷直流电机是一种基于电磁学原理工作的电机。
它采用永磁体在转
子上形成永磁场，驱动定子上的绕组与永磁场之间相互作用，实现电能转
化为机械能的过程。
二、无刷直流电机的结构
无刷直流电机主要由转子、定子和控制系统组成。
转子部分包括轴、
永磁体和换向器；定子部分包括绕组和磁铁；控制系统负责监控电机的运
行状态和控制电机的转速。
三、无刷直流电机的控制
无刷直流电机的控制主要通过控制系统中的换向器来实现。
换向器根
据转子位置和速度信号，调整绕组通电顺序，使电机保持平稳运行。
同时，控制系统还可以通过调整电压和电流来控制电机的转速和扭矩。
四、无刷直流电机的应用
无刷直流电机广泛应用于电动车领域。
它具有高效率、高性能和低噪
音等优点，可以提供稳定可靠的动力输出。
同时，无刷直流电机还具有较
快的响应速度和较高的功率密度，适用于多种电动车型。
总结起来，电动车无刷直流电机是一种高效、高性能的电机技术，具有广泛的应用前景。
未来，随着技术的不断发展，无刷直流电机将继续在电动车领域发挥重要作用。
直流无刷电机驱动技术的研究毕业设计论文
摘要随着现代电力电子技术的发展和永磁材料性能的不断提高，无刷直流电动机的系统在高性能运动控制领域越来越受到重视。
无刷直流电动机既具有直流电动机运行效率高、调速性能好、无励磁损耗等诸多特点，又具备交流电动机的运行可靠、结构简单、维护方便等一系列优点，在国民经济各个领域的应用日益普及。
本文在对无刷直流电动机控制系统的发展及应用综述的基础上，详细的介绍了无刷直流电动机的基本结构、工作原理和运行特性，并给出了其数学模型。
简述了无刷直流电动机的控制策略，并分析了无位置传感器控制技术的原理和方法。
然后对无刷直流电动机双闭环控制系统的硬、软件设计作了详细论述。
系统以 TI 公司的 TMS320LF2407 芯片为控制核心，分析了 PWM 信号的产生分配情况，给出反电动势过零点、速度及电流等检测电路设计，并以 IR2130 作为驱动芯片设计了无刷直流电动机的驱动电路，采用三段式起动方式来起动电动机。
系统的软件采用模块化设计方法，主要包括初始化程序、起动子程序、换相子程序、ADC 中断服务程序等。
最后运用 SIMULINK 建立了无刷直流电动机控制系统的仿真模型，并对给定实例进行仿真。
本论文所述无刷直流电动机控制系统的设计方案，可以获得良好的速度控制性能，而且 DSP 技术不仅使系统获得了高精度，高可靠性，还简化了系统结构。
：关键词：无刷直流电动机 PWM 控制无位置传感器仿真AbstractWith the development of power electronics technology and ceaseless advance of permanent magnet material, Brushless DC motor (BLDCM) is more and more attention in the field of high performance motion control. BLDCM has been widely used in the various fields of the national economy because this motor not only has the merit of the DC motor for high efficiency, good performance and no excitation loss etc. but also has the merit of the AC induction motor for reliable operation, simple structure and easy maintenance etc.On the basis of the summary for developments and applications of BLDCM control system,the thesis introduces the structure, running principle, operational characteristics and mathematical model of BLDCM. It outlines BLDCM control strategy, and discusses the principles and methods of the control technology with no position sensor detection. Then the hardware and software design of the double closed loop control system is dissertated in detail.The controller of the hardware of the system is built by using the TMS320LF2407 as the microprocessor. It analyses the formation of PWM signals and designs the circuit of BEMF-zero-crossing, velocity and current detection. This system chooses syllogism jump-start motor. Besides, the drive circuit of the BLDCM is designed with IR2130. System software is modular in design methods, Including initialization, starting, commutation subroutine, ADC interrupt service procedures. Finally, it established a BLDCM control system simulation model by SIMULINK, and simulate to the case model.This thesis described the design options about BLDCM control system,It can get a good performance of Speed control; DSP technology enables the system has not only a high-precision,high reliability, also simplifies the system architecture.Keywords：Brushless DC motor PWM No position sensor Simulation目录第1章概述........................................................................................................... - 1 -1.1 无刷直流电机的现状....................................... - 1 -1.2 电无刷直流电动机的概况................................... - 2 -1.2.1 无刷直流电动机的特点和应用......................... - 2 -1.2.2 发展前景........................................... - 3 -1.3 本设计的主要工作......................................... - 3 -第2章无刷电机控制系统分析 .............................................................................. - 5 -2.1 无刷直流电动机的基本结构................................. - 5 -2.1.1 电动机本体电动机本体............................... - 5 -2.1.2 转子位置检测器..................................... - 6 -2.1.3 电子换相........................................... - 7 -2.2 无刷直流电动机的工作原理................................. - 7 -2.3 直流电动机的PWM调速原理................................. - 9 -第3章无刷直流电机控制器硬件设计 ................................................................ - 10 -3.1 无刷直流电动机双闭环调速系统............................ - 11 -3.2 SPWM 控制技术........................................... - 12 -3.2.1 SPWM控制的基本原理................................ - 13 -3.2.2 SPWM的数学模型.................................... - 14 -3.3 无刷直流电动机无位置传感器的检测方法.................... - 14 -3.3.1 反电动势过零检测法................................ - 15 -3.3.2 续流二极管间接检测法.............................. - 16 -3.3.3 反电动势积分法.................................... - 16 -3.3.4 反电动势三次谐波检测法............................ - 17 -3.4 数字PID控制器及算法.................................... - 18 -3.4.1 模拟PID控制原理.................................. - 19 -3.4.2 PID算法的数字实现................................. - 20 -第4章无刷直流电动机的DSP 控制系统......................................................... - 23 -4.1 DSP的结构和特点........................................ - 23 -4.1.1 DSP在运动控制领域的应用........................... - 23 -4.1.2 TMS320LF2407结构和特点............................ - 24 -4.2 无刷直流电动机的DSP控制系统的设计...................... - 25 -4.2.1 PWM波形的产生..................................... - 26 -4.2.2 速度检测与调节.................................... - 29 -4.2.3 电流检测与调节.................................... - 30 -4.2.4 异步串行通讯接口电路.............................. - 31 -4.2.5 电动机的驱动电路.................................. - 32 -4.3 基于DSP的无位置传感器无刷直流电动机的起动.............. - 33 -4.3.1 位置型PID算法程序的设计.......................... - 33 -4.3.2 数字PI速度调节器设计............................. - 35 -4.3.2 数字PI速度调节器设计............................. - 36 -第五章无刷直流电动机控制系统的软件设计 .................................................... - 37 -5.1 主程序结构.............................................. - 38 -5.2 电动机启动子程序........................................ - 39 -5.3 换相子程序.............................................. - 40 -5.4 ADC中断子程序.......................................... - 40 -总结......................................................................................................................... - 43 -致谢......................................................................................................................... - 44 -参考文献............................................................................................................... - 45 -附录1：直流无刷电机驱动技术的研究 ............................................................. - 47 -第1章概述1.1 无刷直流电机的现状有刷直流电动机作为最早的电动机广泛应用于工农业生产的各个领域，由于其宽阔而平滑的优良调速性能，在需要调速的应用领域占有重要地位，但机械换向装置的存在，限制了其发展和应用范围。
无刷直流电机的驱动器设计毕业论文
成人高等教育毕业设计（论文）诚信承诺书摘要无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的，是一种集电机和电子一体化的高新技术产品，不仅具有体积小、重量轻、效率高、惯量小和控制精度高等优点，同时还保留了普通直流电动机优良的机械特性。
因此，研究具有响应速度快、调节能力强、控制精度高的无刷直流电动机控制系统具有重要意义。
本设计论文研究了无刷直流电机(BLDCM)控制系统的原理和设计过程，基于MATLAB/Simulink仿真平台建立了无刷直流电机驱动系统仿真模型，利用该仿真模型验证控制算法。
该系统采用双闭环控制：速度环采用离散PID控制，根据滞环电流跟踪型PWM逆变器原理实现电流控制。
在建立仿真模型的基础上，本论文对模型进行了仿真。
观察电机的相电流、反电动势、转速、输出电磁转矩等参数，并进行了分析。
仿真和试验结果与理论分析一致，验证了该方法的合理性和有效性。
该仿真模型适用于验证其他控制算法的合理性，并且为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。
关键词:无刷直流电动机；仿真；驱动控制系统；PWM；PIDAbstractBrushless DC motor in a brush DC motor developed on the basis of. At this stage, although exchanges of all kinds of DC motors and motor drive in the application of the dominant, but brushless DC motor is under common concern.It is a kind of mechanics products, which has many good Performances, such as Small volume, light, efficient, small inertia and high control precision. BLDCM reserves many excellent mechanical characteristics of DC Motor. So it is very significant to study such a control system with quick response, powerful regulation capability and high precision.This paper presents the theory and process of the design for a sensor BLDCM. Regard how to structure the control system with MATLAB\Simulink as the center in this paper. We set up the simulation system of BLDCM and verify the control algorithm using this simulation system.Brushless DC motor is a new type motor growing rapidly in recent years which is widely used in industry, agriculture and military, etc. It can not only keep the excellent speed regulation control of DC Motor but eliminate the mechanical contact between brush and diverter as well.This control system adopted double loop control. In the double loop of control system, a discrete PID controller was adopted in the speed loop and a current controller was completed in the current loop on the principle of hysteresis current track PWM inverter.The reasonability and validity were testified by the coincidence of the simulation and experimentation results and theory analysis.This simulation model is also suitable for verifying the reasonability of other control algorithms and offers a new thinking for designing and debugging actual motors.Key words: BLMDCM；Simulation；Driver control system；PWM；PID目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 课题背景及选题意义 (1)1.2 无刷直流电机的发展历史 (1)1.3 无刷直流永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较 (3)1.4 国内外无刷直流电机研究动态与趋势 (3)1.5 本文主要研究内容 (5)第二章无刷直流电动机及驱动系统结构原理及相关技术 (7)2.1 无刷直流电机的本体基本结构 (7)2.1.1 电动机本体 (8)2.1.2 转子位置传感器 (8)2.2 无刷直流电机的工作原理 (9)2.3 无刷直流电机的数学模型 (11)2.4 无刷直流电机的控制方案 (14)2.4.1 单闭环控制 (14)2.4.2 双闭环控制 (14)2.4.3 PID控制 (15)第三章无刷直流电机驱动控制系统的设计 (17)3.1 驱动电路设计 (17)3.1.1 无刷直流电机驱动系统的构成 (17)3.1.2 辅助电源电路 (18)3.1.3 主功率电路 (19)3.1.4 驱动隔离电路 (20)3.2 主电路设计 (21)3.3 控制电路设计 (22)3.3.1 控制器的选择 (22)3.3.2 控制板设计 (23)3.3.3 控制器 (24)3.3.4 驱动电路 (25)3.4 检测与保护电路设计 (28)3.4.1 电流检测电路设计 (28)3.4.2 转子位置及转速检测电路 (29)第四章无刷直流电机的建模与仿真 (31)4.1 无刷直流电动机的仿真模型 (31)4.1.1 机本体模块 (32)4.1.2 速度PID控制模块 (34)4.1.3 参考电流模块 (34)4.1.4 电流滞环控制模块 (35)4.1.5 电压逆变模块 (35)4.2 仿真结果 (36)第五章总结与展望 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)第一章绪论1.1 课题背景及选题意义70年代以来，随着电力电子技术的飞速发展，许多新型的高性能半导体功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT等相继出现，以及高性能永磁材料，如钐钴、钕铁硼等的问世，均为直流无刷电机的广泛应用奠定了坚实的基础。
无刷直流电机调速系统研制--毕业设计报告
摘要摘要无刷直流电动机(BLDC)是随着电机控制技术、电力电子技术和微电子技术的发展而出现的一种新型电机。
它既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点，因此在众多领域中得到了广泛的运用。
本文以TMS320F2812DSP为核心控制芯片，通过改变定子绕组电压的幅值来调节电机转子转速，运用PID控制算法实现了对无刷直流电机的高性能控制，成功地完成了对无刷直流电机转速的调节。
关键字：无刷直流电机，绕组电压，DSP，PIDI西安交通大学城市学院毕业设计（论文）I IABSTRACTABSTRACTBrushless DC motor(BLDC) is a new type motor emerging with the development of technology, power electronics technology and motor control. It is based on brush DC motor, due to a series of advantages of Brushless DC motor not only has the AC motor has simple structure, reliable operation, convenient maintenance and so on, and has high efficiency DC motor, no excitation loss and good timing performance and other characteristics, and therefore become a research hotspot.This paper introduces the present situation and development tendency of Brushless DC motor control, key talked about the operation principle, mathematical model, the intelligent control algorithm for brushless DC motor, as well as the main control chip TMS320F2812 DSP structure and application characteristics. Brushless DC motor control system is a motor control system has the characteristic of digital. Mainly by changing the amplitude of stator winding voltage to adjust the speed of the rotor in the design of the motor speed control system, using the microprocessor finished for high performance control of Brushless DC motor, successfully realized the brush DC motor speed regulation without.KEY WORDS:Brushless DC motor BLDC，Winding voltage，DSP，PIDIII西安交通大学城市学院毕业设计（论文）I V目录V目 录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的现状 (2)1.3 课题研究的内容 (3)2 无刷直流电机的基本原理 (5)2.1 无刷直流电动机的基本组成 (5)2.2 无刷直流电动机的基本工作原理 (6)2.3 无刷直流电动机的位置传感器 (6)3 无刷直流电机数学模型及PID 控制器的设计 (13)3.1 无刷直流电机的运行特性 (13)3.2 无刷直流电机的电磁转矩 (14)3.3 无刷直流电机的转速 (15)3.4 电势系数C K 和转矩系数T K (15)3.5 无刷直流电机的动态特性 (16)3.6 PID 控制算法 (17)3.7 PWM 技术 (19)4 无刷直流电机调速系统硬件设计 (23)4.1 无刷直流电机调速系统原理结构图 (23)4.2 电机控制平台主电路设计 (23)4.3 电机主电路图 (24)4.4 供电电源电路 (25)4.5 PWM 驱动电路 (26)4.6 串行接口电路 (28)4.7 电流检测电路 (29)5 无刷直流电机调速系统软件设计 (31)5.1 软件整体设计 (31)5.2 系统的初始化程序设计 (32)5.3 系统DSP 主程序 (33)5.4 系统中断服务程序 (34)5.5 系统子程序 (34)5.5.1 电流采样计算子程序 (35)5.5.2 转速采样计算子程序 (35)西安交通大学城市学院毕业设计（论文）V I 5.5.3 转速调节子程序 (35)6 总结与展望 (37)致谢 (39)参考文献 (41)绪论1 绪论1.1 课题研究的背景无刷直流电机调速系统是以电机的转矩和转速为控制对象，按生产机械工艺要求进行电机转速控制的自动化系统。
直流无刷电机论文
基于单片机的直流无刷电机控制系统设计摘要本文从无刷直流电机的研究背景、研究意义、发展方向及分类，再到电机的系统结构、工作原理、控制方式都做了一系列的论述，尤其是在电机控制方式上。
无刷直流电机通过霍尔传感器实现的电子换向优于传统直流电机的机械换向，现代电机有多种控制方式，电机专用控制集成芯片控制、单片机和DSP控制，本文将采用DSPIC30F2010的单片机的PWM控制模块实现对电机的转速控制。
本文设计主电路采用MOSFET三相逆变桥，驱动电路采用驱动器IR2130使结构更加简洁。
软件部分有主程序和中断程序组成，配合硬件电路，可以实现无刷直流电机的起动、制动和换向功能。
关键词无刷直流电机 DSPIC30F2010 霍尔传感器Design of Brushless DC Motor Control Systembased on MicrocontrollerABSTRACTThis article from the brushless DC motor of the research background, research significance, the development direction and classification, and then to motor system structure, working principle, control mode have made a series of system, this paper especially on motor control mode. Brushless DC motor with hall sensor to realize the electronic commutation is superior to the traditional dc motor mechanical commutator,there are a number of modern motor control mode, the special motor control chip control, MCU and DSP control, this paper will use DSPIC30F2010 MCU PWM control module for motor speed control. In this paper, design of main circuit adopts MOSFET three-phase inverter bridge, drive circuit using driver IR2130 make the structure more compact. The software part consists of the main program and interrupt program with hardware circuit, can realize the brushless dc motor starting, braking and reversing function.KEY WORDS brushless DC motor DSPIC30F2010 Holzer sensor目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.2 直流无刷电机简介 (1)1.3 直流无刷电机的发展及应用场合 (1)1.4 直流无刷电机研究的意义 (3)2 直流无刷电机结构及工作原理 (5)2.1 直流无刷电机特点 (5)2.1.1 电机分类 (5)2.1.2 直流无刷电机的主要特点 (5)2.2 直流无刷电机系统结构 (7)2.2.1 电机主体 (7)2.2.2 位置传感器 (8)2.2.3 电子换相 (10)2.3 无刷直流电机工作原理 (11)2.4 脉宽调制（PWM）技术 (12)3 直流无刷电机控制系统硬件设计 (13)3.1 系统控制方案 (13)3.2 系统主电路 (13)3.2.1 三相桥式全控整流电路 (14)3.2.2 功率管的选用 (14)3.3.3 三相桥式逆变电路 (15)3.3 驱动电路 (16)3.4 转子位置信号检测电路 (18)3.4 微处制器控制电路 (19)3.5 PWM脉宽控制的实现 (21)3.6 保护电路 (22)3.6.1 过电压保护电路 (22)3.6.2 过电流保护电路 (23)4 软件部分 (24)4.1 微处理器DSPIC30F2010开发环境 (24)4.2 软件总体构成 (24)5 结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (30)1 绪论1.1 引言电动机作为机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活之中。
【精品】无刷直流电动机及其控制系统的研究毕业论文设计
无刷直流电动机及其控制系统的研究摘要无刷直流电动机具有高效、高控制精度、高转矩密度、低噪声的特点，通过合理设计磁路结构能够获得较高的弱磁性能，可以成为各类工具首选驱动机。
本文在介绍电动汽车中电动机及其控制系统应用现状和性能要求的基础上。
首先分析了无刷直流电机的结构特点，重点研究了无刷直流电机最大转矩/电流比控制算法，并构建了Matlab/Simulink环境下无刷直流电机控制系统的仿真模型。
最后，根据无刷直流电机控制系统的仿真结果，设计了无刷直流电机直接转矩控制系统的硬件和软件，其中，硬件控制系统主要包括三相全桥逆变电路、功率驱动电路、转子位置检测电路以及功率器件的保护电路等。
该系统最大特点是以电子换向线路替代了由换向器和电刷组成的机械式换向结构，使传感器可以借助DSP的强大功能获取转子位置信号，克服了机械位置传感器的存在给无刷直流电机所带来的诸多不利影响。
关键词：电动汽车，无刷直流电动机，直接转矩控制，Matlab仿真Brushless DC motor and its control systemAbstractThe brushless DC motor with high efficiency, high control accuracy, high torque density, low-noise characteristics, through the rational design of magnetic circuit structure to obtain a higher weak magnetic energy, various tools can be a driving machine of choice.On the basis of the introduction of electric vehicles, electric motor and its control system application status and performance requirements. First analyze the structural characteristics of the brushless DC motor, focusing on brushless DC motor torque / current control algorithm, and construct a simulation model of the brushless DC motor control system in Matlab / Simulink environment. Finally, according to the simulation results of the brushless DC motor control system, design of a brushless DC motor direct torque control system hardware and software, which the hardware control system mainly consists of three-phase full-bridge inverter circuit, drive circuit, the rotor position detection circuit and power device protection circuit. The system is characterized by electronically commutated line instead of the mechanical commutator and brush change to the structure, so that sensors can make use of the powerful features of the DSP to obtain the rotor position signals, to overcome the existence of the mechanical position sensors to the brushless many adverse effects brought about by the DC motor.Key words: electric vehicles, brushless DC motor, direct torque control, Matlab simulation.毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
直流无刷电动机控制系统设计毕业设计 精品
天津职业技术师范大学本科生毕业设计直流无刷电动机控制系统设计Brushless dc motor control system design摘要当今社会，电动机的发展十分迅速，无刷直流电机是一种新型电机。
直流无刷电机主要由转子、定子和转子位置检测元件等组成,它具有结构简单、效率高、工作特性优良等特点,而且具有可靠性更高、制造维护更方便、应用范围更广泛、体积更小、控制更容易等优点。
因此对无刷直流电动机及其控制器研究具有很大意义。
本课题主要是根据直流无刷专用控制器MC33035与MC33039相结合，通过融合电路设计速度闭环电路的控制系统。
首先，以直流无刷电动机控制器的研究现状为出发点，对直流无刷电动机的原理及结构进行了总述，详细分析了直流无刷电机的运行特性，推导出了其传递函数，并且创立了直流无刷电动机的数学模型。
讲述了本系统的总体设计方法和思路，建立了系统的总体框架，然后介绍了主电路设计、控制器外围电路设计以及MOSFET驱动电路设计，其中重点讲述了系统各个功能模块的工作原理和作用，以及其硬件设备设计和实现。
在课题的最后阶段对直流无刷电机系统控制效果专门进行了实验数据分析，并且对总体的设计过程做出了总结。
关键词：直流无刷电动机；开闭环电路；双闭环调速；MOSFET驱动ABSTRACTNowadays society，motor has spread all areas of national economy and People's Daily life, and the Brushless DC motor, as a new mechanical and electrical integration, is rapidly matured in recent years. The motor consists of the stator, rotor and rotor position detection devices etc. In the absence of excitation device, it takes advantage of high efficiency, simple structure and excellent features, what’s more, it is smaller, more reliable, easier to control and more convenient to maintain and manufacture, and it has more extensive application scope. All the advantages mentioned above make the brushless motors and their control device of great significance. This design is mainly produced by ON Semiconductor MC33035 and MC33039 design of the closed-loop brushless motor speed controller.First, this paper starts from the current research situation of brushless DC motor controller. The structure of the brushless DC motor and principle are reviewed to establish a mathematical model of brushless DC motor, and a detailed analysis of the operational characteristics of the motor is derived out of its transfer function. This part describes the overall design of this system and establishes the overall framework of the system. Then, the paper introduces the main circuit design, MOSFET driver circuit design and controller peripherals circuit design, including emphatically expounds the functional modules of the system and its working principle and hardware design and realization. Finally, there is a experimental data analysis on the effects of this system control, and a summary of the design process.Key Words：the brushless DC motor；Hall signal detection；double-loop speed regulation；mosfet driver目录1 概述 (1)1.1课题背景与研究意义 (1)1.2无刷直流电动机的发展概况 (1)1.3本文的主要研究内容 (2)2 直流无刷电动机结构特点及基本工作原理 (3)2.1直流无刷电动机的基本结构 (3)2.2无刷直流电动机的运行特性 (5)2.2.1 机械特性 (5)2.2.2 调节特性 (6)2.2.3 工作特性 (7)2.3 无刷直流电动机的应用与研究动向 (8)2.4小结 (9)3 直流无刷电动机控制系统的整体方案设计 (10)3.1系统总体设计方案 (10)3.2主电路的设计 (11)3.3 MOSFET的驱动电路设计 (12)3.3 .1驱动电路分类 (13)3.3.2高端功率MOSFET驱动电路 (14)3.4控制单元设计 (17)3.4.1 MC33035无刷直流电动机控制器集成电路简介 (18)3.4.2电流检测模块设计 (22)3.4.3速度闭环设计 (23)3.4.4误差放大器设计 (24)3.4.5振荡器设计 (24)3.5控制器的开环电路设计 (25)3.6控制器的闭环电路设计 (26)3.7 小结 (27)4 本文总结 (28)参考文献 (29)附录1：系统电路图 (30)附录2：简易速度闭环电路 (31)附录3 (32)致谢 (39)1 概述1.1课题背景与研究意义直流电机具有线性机械特性优秀、起动转矩较大、调速范围宽、控制电路结构简单等优点。
无刷直流电动机驱动控制系统的研究
无刷直流电动机驱动控制系统的研究无刷直流电动机驱动控制系统是一种新型的电动机驱动技术，相较于传统的有刷直流电动机驱动系统具有更高的效率、更低的噪音和更长的使用寿命。
因此，该领域的研究具有重要意义。
本文将从无刷直流电动机的结构及工作原理、无刷直流电动机驱动控制系统的设计和优化等方面进行全面的研究。
无刷直流电动机是一种以电子换向技术取代了传统的机械换向方式的电动机。
它的转子由永磁体构成，定子上则布有多个线圈。
电流通过定子线圈产生磁场，而转子上的永磁体则产生旋转的磁场，由此产生力矩，实现电能转换为机械能。
相较于有刷直流电动机，无刷直流电动机免去了换向器的摩擦损耗，因此转速更高、噪音更低。
无刷直流电动机驱动控制系统是控制无刷直流电动机的关键技术之一、其中包括传感器和电调两个主要部分。
传感器主要用于检测电机的转子位置，以便确定电流方向，实现电流的反向和电流的正向。
电调则负责控制电流的大小和电机的速度、转矩等性能。
另外，无刷直流电动机驱动控制系统还需要进行逆变器的设计，将直流电能转化为交流电能，使其适应交流电源。
无刷直流电动机驱动控制系统的性能优化是该领域的一个重要研究方向。
一方面，需要通过合适的电机控制算法来提高电机的转速和转矩响应性能。
另一方面，还需要通过适当的控制策略来提高电机系统的效率和稳定性。
例如，可以采用闭环控制和PID控制来实现系统的精确控制。
此外，还可以通过优化电机的结构和材料来提高电机的效率和工作寿命。
除了性能优化，无刷直流电动机驱动控制系统还涉及到多种安全保护措施。
在电机长时间运行或高负载条件下，电机可能会产生过热现象，从而影响电机的性能和寿命。
因此，需要采取适当的措施来监控电机的温度，并实时调整电机的工作状态。
此外，还需要实现断电保护、过压保护、过流保护等功能，以保证电机系统的安全运行。
总之，无刷直流电动机驱动控制系统的研究具有重要意义，可以提高电机的效率、降低噪音、延长寿命，为电动车辆、工业自动化等领域的发展做出贡献。
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直流无刷电机驱动技术的研究摘要随着现代电力电子技术的发展和永磁材料性能的不断提高，无刷直流电动机的系统在高性能运动控制领域越来越受到重视。
无刷直流电动机既具有直流电动机运行效率高、调速性能好、无励磁损耗等诸多特点，又具备交流电动机的运行可靠、结构简单、维护方便等一系列优点，在国民经济各个领域的应用日益普及。
本文在对无刷直流电动机控制系统的发展及应用综述的基础上，详细的介绍了无刷直流电动机的基本结构、工作原理和运行特性，并给出了其数学模型。
简述了无刷直流电动机的控制策略，并分析了无位置传感器控制技术的原理和方法。
然后对无刷直流电动机双闭环控制系统的硬、软件设计作了详细论述。
系统以 TI 公司的 TMS320LF2407 芯片为控制核心，分析了 PWM 信号的产生分配情况，给出反电动势过零点、速度及电流等检测电路设计，并以 IR2130 作为驱动芯片设计了无刷直流电动机的驱动电路，采用三段式起动方式来起动电动机。
系统的软件采用模块化设计方法，主要包括初始化程序、起动子程序、换相子程序、ADC 中断服务程序等。
最后运用 SIMULINK 建立了无刷直流电动机控制系统的仿真模型，并对给定实例进行仿真。
本论文所述无刷直流电动机控制系统的设计方案，可以获得良好的速度控制性能，而且 DSP 技术不仅使系统获得了高精度，高可靠性，还简化了系统结构。
：关键词：无刷直流电动机 PWM 控制无位置传感器仿真AbstractWith the development of power electronics technology and ceaseless advance of permanent magnet material, Brushless DC motor (BLDCM) is more and more attention in the field of control. BLDCM widely used in the various fields of the national economy because this motor not only loss etc. but also motor for reliable operation, simple structure and easy maintenance etc.On the basis of the summary for developments and applications of BLDCM control system,the thesis introduces the structure, running principle, operational characteristics and mathematical model of BLDCM. It outlines BLDCM control strategy, and discusses the principles and methods of the control technology with no position sensor detection. Then the of the double closed loop control system is dissertated in detail.The controller of the of PWM signals and designs the circuit of BEMF-zero-crossing, velocity and current detection. This system chooses syllogism jump-start motor. Besides, the drive circuit of the BLDCM is designed with IR2130. System software is modular in design methods, Including initialization, starting, commutation subroutine, ADC interrupt service procedures. Finally, it established a BLDCM control system simulation model by SIMULINK, and simulate to the case model.This thesis described the design options about BLDCM control system, It can get a good performance of Speed control; DSP technology enables the system , sensor Simulation目录第1章概述 .......................................................................................................... - 1 -1.1 无刷直流电机的现状...................................... - 1 -1.2 电无刷直流电动机的概况.................................. - 2 -1.2.1 无刷直流电动机的特点和应用......................... - 2 -1.2.2 发展前景........................................... - 3 -1.3 本设计的主要工作........................................ - 4 -第2章无刷电机控制系统分析 .............................................................................. - 5 -2.1 无刷直流电动机的基本结构................................ - 5 -2.1.1 电动机本体电动机本体............................... - 6 -2.1.2 转子位置检测器..................................... - 6 -2.1.3 电子换相........................................... - 7 -2.2 无刷直流电动机的工作原理................................ - 7 -2.3 直流电动机的PWM调速原理................................ - 9 -第3章无刷直流电机控制器硬件设计 ................................................................. - 11 -3.1 无刷直流电动机双闭环调速系统........................... - 11 -3.2 SPWM 控制技术.......................................... - 13 -3.2.1 SPWM控制的基本原理............................... - 13 -3.2.2 SPWM的数学模型................................... - 14 -3.3 无刷直流电动机无位置传感器的检测方法 ................... - 15 -3.3.1 反电动势过零检测法................................ - 15 -3.3.2 续流二极管间接检测法.............................. - 16 -3.3.3 反电动势积分法.................................... - 17 -3.3.4 反电动势三次谐波检测法............................ - 17 -3.4 数字PID控制器及算法................................... - 18 -3.4.1 模拟PID控制原理.................................. - 19 -3.4.2 PID算法的数字实现................................ - 20 -第4章无刷直流电动机的DSP 控制系统......................................................... - 23 -4.1 DSP的结构和特点........................................ - 23 -4.1.1 DSP在运动控制领域的应用 .......................... - 23 -4.1.2 TMS320LF2407结构和特点........................... - 24 -4.2 无刷直流电动机的DSP控制系统的设计 ..................... - 26 -4.2.1 PWM波形的产生.................................... - 27 -4.2.2 速度检测与调节.................................... - 29 -4.2.3 电流检测与调节.................................... - 31 -4.2.4 异步串行通讯接口电路.............................. - 31 -4.2.5 电动机的驱动电路.................................. - 32 -4.3 基于DSP的无位置传感器无刷直流电动机的起动 ............. - 33 -4.3.1 位置型PID算法程序的设计.......................... - 34 -4.3.2 数字PI速度调节器设计............................. - 35 -4.3.2 数字PI速度调节器设计............................. - 37 -第五章无刷直流电动机控制系统的软件设计 .................................................... - 38 -5.1 主程序结构............................................. - 38 -5.2 电动机启动子程序....................................... - 39 -5.3 换相子程序............................................. - 40 -5.4 ADC中断子程序.......................................... - 40 -总结 ........................................................................................................................ - 44 -致谢 ........................................................................................................................ - 45 -参考文献 .............................................................................................................. - 46 -附录1：直流无刷电机驱动技术的研究 ............................................................. - 47 -第1章概述1.1 无刷直流电机的现状有刷直流电动机作为最早的电动机广泛应用于工农业生产的各个领域，由于其宽阔而平滑的优良调速性能，在需要调速的应用领域占有重要地位，但机械换向装置的存在，限制了其发展和应用范围。