无刷直流电机双闭环控制系统设计与仿真分析

"无刷直流电机双闭环控制系统的设计 (2014年) - 方炜，张辉，刘晓东" 本文主要探讨了无刷直流电机（BLDCM）的双闭环控制系统的设计，以提高调速系统的精度和动态响应性能。在深入理解无刷直流电机的数学模型和传递函数后，作者提出了一种创新的控制策略。 首先，文章指出外环采用了转速PI（比例积分）控制。PI控制器是自动控制领域中常用的一种控制器，通过调整比例系数和积分系数，可以有效地稳定系统并减少稳态误差，确保调速系统的控制精度。转速PI控制通过监测电机的转速，调整电机的输入电压，以使转速接近或跟踪设定值。 其次，内环采用电流滞环控制方法。电流滞环控制是一种反馈控制技术，它利用比较器和限幅电路来维持实际电枢电流对参考电流的快速跟踪，从而提高了系统的动态响应速度。这种方法能有效地防止过流，确保电机运行的稳定性。 在系统分析部分，作者详细研究了无刷直流电机的开环传递函数，这是设计闭环控制系统的关键步骤。基于频域设计方法，作者给出了如何选择合适的闭环控制系统参数的设计步骤，这些参数包括PI控制器的增益和积分时间常数等。 最后，为了验证所提出的控制策略的有效性，研究者在Matlab/Simulink环境中进行了仿真。他们使用分段线性法模拟了无刷直流电机的梯形波感应反电动势，构建了仿真模型，并实现了双闭环控制器。仿真结果表明，所设计的闭环控制系统在动态和静态性能上表现出色，运行稳定，验证了该控制策略的正确性和实用性。 关键词：无刷直流电机，电流滞环控制，PI控制器参数，Matlab仿真。 这篇论文是工程技术领域的研究成果，为无刷直流电机调速系统的控制设计提供了理论支持和实践指导，对于电机控制领域的研究和应用具有重要意义。