智能传输系统驱动控制技术分析+Matlab仿真(2)
2.2无刷直流电机的工作原理7
2.3关键技术分析9
2.3.1转子位置测试技术9
2.3.2无刷直流电机的调速策略以及PWM控制技术13
2.4无刷直流电机的数学模型14
2.5基于MATLAB的无刷直流电动机系统模型的建立15
2.5.1电动机本体模块15
2.5.2速度PID控制模块18
2.5.3参考电流模块18
2.5.4电流滞环控制模块19
3 PID控制23
3.1引言23
3.2传统PID控制理论23
3.2.1比例【P】调节特性23
3.2.2比例积分【PI】调节特性24
3.2.3比例积分微分【PID】25
3.3PID控制方法25
总结27
致谢 28
参考文献29
1 引言
为了更好的适应社会发展的需要，传输系统越来越智能化的特点显得更加重要，现代社会的发展以及人们生产生活的需要都使其变得更加灵活，而为了保障它的顺利运行，其中的驱动控制技术也就是电机控制部分也需要进行研究和分析，因此控制技术显得尤为重要。在各种传动系统和伺服控制系统中，我们常会使用到各种各样的驱动电机，由此也产生了各种电机控制系统。不难发现，一部分电机的控制系统在硬件结构上有很多相似之处，只是在具体控制方法和策略的软件实现上有所不同。如在三相无刷直流电机、永磁同步电机及三相感应电机甚至是直流电机的控制系统中，它们的基本功率逆变电路、母线电压及电流的检测、模／数转换等都可以利用相同的硬件电路，而在针对不同的电机进行控制时，则可以在软件中通过调用不同的模块程序来实现；厨对，即使在同一个工程项目中使用的电机可能有几个或几种，如果单独来设计控制器，则不仅会使工作量加大，控制系统也变的更复杂，可靠性也会降低。基于此，我们有必要构建一个电机控制级平台，使其可以同时实现对几个或几种电机的控制，也可以以此平台为基础，为电机的控制系统及其控制策略的深入研究奠定基础。
1.1 电机控制系统的发展以及研究现状
1.1.1电机控制系统的发展
电机控制系统的发展从主传动机电能量转换角度来讲，由机械控制系统(如齿轮箱变速)、机械和电气联合控制系统(如感应电机电磁离合器调速)发展到全电气控制系统(基于电力电子电源变换器的电机控制系统)；从控制电路来讲，由模拟电路、数字和模拟混合电路发展全数字电路控制系统；从控制策略来讲，从最初的低效有级控制发展到现在的高性能智能型控制，如神经元和神经网络控制、模糊逻辑控制等。从电力电子控制器结构来讲，由体积庞大的晶体管控制系统发展至Ⅱ全控型电力电子器件构成的控制系统。仅用于电机控制系统的各种电源变换器就有AC／DC可控整流器、DC／DC斩波器、DC／AC逆变桥、AC／AC循环
变换器和矩阵变换器等【1l【2】。
就电机控制的目标来讲，主要有速度控制和位置控制两大类。电机的速度控制系统也可称为电机调速系统，它广泛地应用于机械、冶金、化工、纺织、矿山和交通等工业部门。电机的位置控制系统或位置伺服系统也称为电机的运动控制(Motor Contr01)系统。电机的运动控制系统是通过电机伺服驱动装置将给定的位置指令变成期望的机构运动，一般系统功率不大，但有定位精度要求，并具有频繁启动和制动的特点，在雷达、导航、数控机床、机器人、磁盘驱动器和自动洗衣机等领域得到广泛应用。
随着电力电子技术、微电子技术和稀土永磁材料的飞速发展，高性能电机控制系统技术不断地更新，成本不断降低，新型电机不断出现。交流电机驱动系统正不断地取代直流电机控制。提高电机控制系统性能地研究工作主要有以下几个方面：
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