基于DSP的直流无刷电机控制技术研究与实现

本文主要探讨了直流无刷电机控制技术的研发，该技术在当前工业传动领域中具有重要的研究价值。传统的直流电机虽然高效且调速性能优良，但由于机械换向器和电刷的存在，存在诸多问题，如电机容量受限、噪音大、易产生火花和可靠性低。直流无刷电机的出现，通过电子换相器替代机械和电刷，有效解决了这些问题，同时保留了直流电机的诸多优点，如体积小、重量轻、效率高、噪音低和容量大，因此它在工业生产中的应用前景广阔。 作者陈小永，作为中国石油大学（华东）硕士研究生，专业为检测技术与自动化装置，他的研究集中在使用数字信号处理器（DSP）对直流无刷电机控制系统进行深入探究。研究内容主要包括： 1. 电机基础研究：首先，陈小永对直流无刷电机的结构、运行原理、全桥斩波控制方式以及电机的数学模型进行了详尽研究，特别是针对具有梯形波反电动势的2.2kW无刷电机，他选择了一种合适的控制策略。 2. 硬件电路设计：硬件电路设计是关键部分，涉及电源电路、功率电路、电流和电压检测电路、位置检测电路、电流斩波电路、驱动电路，以及DSP外围电路和显示电路的构建，确保了电机控制系统的稳定性和准确性。 3. 软件设计：软件开发是实现电机控制的核心。陈小永设计了包括换相控制程序、电流和电压采集程序、PWM占空比调整程序、转速计算程序、串行显示程序、双闭环调速控制程序（即转速和电流控制的双重反馈机制）以及键盘控制程序，这体现了对电机控制算法的精细处理。 4. 实验验证与优化：通过实验验证了硬件电路的可行性和软件设计的有效性，对控制性能进行了优化，结果显示，电机在电动运行状态下动态和静态性能良好，且系统的保护环节使得运行可靠性大大提高。 这篇论文不仅深入剖析了直流无刷电机的控制技术，还展示了如何通过集成硬件和软件设计，提升电机的性能和可靠性，为直流无刷电机在实际工业应用中发挥更大作用提供了理论支持和技术手段。