|
|
EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
摘要:为了实现无刷直流电机的控制数字化和精确 可控性,以及解决普通PID算法在无刷直流电机应用中出现的问/ n I1 |+ p Y/ {! R0 ]% m( ]+ ?; E
题,分析了一种以单片机为核心的硬件控制系统方案。该控制系统由无刷直流电机、IR2130,IRF540等构成，以AT89C51为0 n) p8 W J7 c! O2 b) Z' M
核心,控制算法采用变速积分PID算法。仿真结果证明成功解决了普通PID算法中的积分饱和现象，系统响应速度快,稳定6 H; }" F3 x) g" ~! H7 c
性好,提高了无刷直流电机的可控性。
( `$ ]# G0 E9 r+ T2 V, T A关键词:无刷直流电机;单片机; PID; PWM( C; K+ x' t0 \$ g" L
传统的无刷直流电动机控制系统是主要由模拟器件% C# U9 o/ D$ W2 _
构成的模拟系统,但模拟系统存在着器件易于老化，器件
5 C8 b" B$ f+ K$ @随温度变化造成参数漂移,系统可靠性下降及系统升级困/ r q! C( N1 H$ W
难等缺点,成为制约其发展的瓶颈。随着微处理机和大规" `3 S% y- j7 n/ \% Z2 ~3 N
模集成电路的发展,无刷直流电动机控制器正从模拟走向& D+ c; \& h1 ]2 y% \3 l' V s
数字,从而可以完成许多复杂控制,应用前景更加广阔。
, h! ?! B0 q" l# ^' ^- v本文以单片机AT89C51为核心,设计了一种数字的无刷& G2 m2 Z3 ~( q7 p; Y2 \2 ^
直流电机控制系统,利用电机本身的位置传感器信号倍频
* O* `% x; O, z/ e+ M后作为速度反馈,用脉冲信号作为速度给定信号,用改进( D& ^/ K/ N; c. U1 c
的数字PID算法进行速度控制,获得了较好的控制效果。
0 F- W b, m+ ?1 ^( k1系统的控制方案
' g, _ M7 o5 Y. @系统主要由微处理器、给定电路、驱动电路、电源变换
6 R3 z7 [9 Y) x0 ~* B8 a& l; M电路、主功率电路、保护电路检测电路、隔离电路、显示电1 C2 a2 {3 Y9 p
路以及看门狗电路等组成。其整个控制系统的基本结构" Q' j6 A. `3 s2 R% C! X
框图如图1所示。
3 C* @1 `9 e8 h1 Q" ~$ _为了充分利用电机的功率容量和最大转矩,本文研究
0 r6 O" @9 f* s) O8 Q* h的是三相无刷直流电机,以星型连接全桥驱动,采用PWM! \+ x9 E; \" n9 o# C& v$ I
调制控制速度,通电方式采用两两通方式。电机控制系统
5 k2 F4 c# E+ R) g' U! j' P O- H) W2 F5 m8 E, O" F; D9 @7 V- R
采用速度环和电流环双闭环控制,如图2所示。速度环为
/ }' J* R0 `6 Y; X控制系统外环,负责对参考转速与实测转速进行比较,再% T- L0 I! O- t5 {: W Y' p6 h
通过速度调节器对转速差进行PID调节,得到电流环调节
) X' Z- d: _5 y8 X所需要的电流参考值与实测电流之差进行考值,对电流7 u& }* ^7 G v- E
PID调节,完成双闭环控制。
2 i) p$ r1 D D3 Z) r
# H5 J) b# p+ M, h# s速度给定信号通过两种方式传给单片机:通过单片机
1 ^ O6 J! b& U$ }/ C0 }$ A串口;通过给单片机一个与给定速度相同的周期脉冲信! Z, p6 x: d: O5 _ p$ j: `7 n0 x, T! {
号,单片机计算该脉冲的频率或周期作为给定转速。在本5 \4 a/ V5 U. C" s1 w$ I
文中采用Phillips Semiconductor公司生产的SE555定时$ m: f3 y5 y9 b1 D
器电路,他是8脚芯片,具有关断时间小于2 μs,最大工作" ?( K) ~( X. Y) V. G8 C
频率大于500 kHz,温度系数稳定,只有0.005% /C,而且
! y( q% B/ n: X) G$ a( A1 e
0 ]* i1 K: |) G5 j- {
6 \: \ k9 D. y n ^4 \/ t# R. a; Q& n Z9 K u/ J
附件下载：
9 `: a/ d/ T' O) F3 b4 ^- X5 {1 Z3 G r) c
( c; k% {" D, X) u! d6 c7 p |
|
/1 
发表于 2020-4-1 09:51
收藏
淘帖
支持！
反对！