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无刷直流电机无位置传感器控制器研究(2)


Tcount 记录中断次数,定时器每50us 中断一次Tcount 加一;计算得到反电势过零点时,计
135 算转子速度(电机极对数为2):
(rad / )
Tcount *50*10
3
* 1
2
1
v 6 s − =
π
(5)
计算速度后,将Tcount 清零,重新计数到下一个过零点。
 速度环的调节采用积分分离PI 算法。计算得到反馈速度与给定速度的偏差,在速度偏
差较大时,进行单纯的比例调节,适当减小比例系数以获得较好的稳定性;在速度偏差较小
140 时,进行比例积分调节,增大比例系数以得到快速响应,减小稳态误差。
4 试验结果
根据以上给出的控制对象模型、双闭环控制方式和积分分离PI 算法,先在Simulink 中
对控制系统进行仿真,系统仿真模型的结构如图7 所示。
145 图7 电机转速调节控制框图
Fig. 7 Block diagram motor speed regulation control
其中电机Motor 环节内部动态结构如图8 所示。
150 图8 电机及负载等效模型图
Fig. 8 Equivalent model of the motor and the load
适当调整电流环和速度环的PI 参数,在给定转速为2000rpm 下,得到仿真结果如图9
所示:
155
图9 仿真响应曲线
Fig. 9 Response curve of simulation
图10 显示了电机在无传感器控制下开环、空载时的速度曲线。图中曲线分为三段:第
160 一段速度为0,控制器在对转子进行预定位;第二段,对电机升频升压软启动加速,大约在
300rpm 处检测到稳定的反电势过零点,继而系统切换到无传感器自控状态;第三段,保持
给定电压不变,在开环状态下,电机转速略有波动。与图9 的仿真结果相比,第一段预定位
的时间稍长,第二段升频升压启动加速度稍小,另外稳定段的波动误差相对稍大,需要对控
制算法进行进一步改进,以达到更好的调速效果。
 图10 开环、空载时的转速曲线
Fig. 10 Speed curve under open loop and no-load situation
5 结束语
170 本文采用“反电势法”,研究了基于DSP MC56F8013 的无刷直流电机无位置传感器控
制器,设计了硬件电路和软件控制程序并进行了仿真和实验。实验结果表明,检测反电势过
零点从而推算转子位置是准确可靠的,无刷直流电机能够正确换相运转,因而这种无传感器
控制技术是实用和有效的;但控制算法仍有待改进,以期达到满意的控制效果。无传感器控
制系统的研究具有重要的实际意义和广阔的发展前景。 


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