海洋机器人中无刷推进电机控制器的研制.rar

论文选题来源于辽宁省科技基金项目：深海海洋机器人推进电动机研究。海洋机器人采用永磁无刷直流电动机(BLDCM)作为推进电动机，要求驱动系统能够实现正转与反转两种工作方式，并具有高精度的转速控制。论文对基于DSP(TMS320LF2407A)技术的海洋机器人无刷直流电动机控制系统进行了研究。 本文首先论述了无刷直流电动机的基本组成、数学模型和调速原理。接着对电动机控制系统中的控制算法进行了研究。为了满足电动机控制系统的要求，本文采用速度与电流双闭环电动机控制系统。根据海洋机器人特殊的工作环境，与电动机本身的特点，选用模糊PID控制算法对电动机的速度环进行调节，电流环采用PI控制。模糊PID控制器具有可根据被控制对象的当前状态自动调整控制器自身参数K<,P>、K<,I>、K<,D>的能力，可满足无刷直流电动机工况变化的要求。对无刷直流电动机模糊控制系统进行了设计及计算机仿真，分析了模糊PID控制器的设计步骤，仿真结果表明，模糊PID控制系统相对于经典PID控制系统具有速度更快、超调更小、稳定性更好的特点。 然后根据海洋机器人对驱动系统体积和可靠性的要求，选用TMS320LF2407A作为驱动电动机的控制芯片。DSP(TMS320LF2407A)具有集成度高，运算速度快的优点。它构成的控制系统，所需外围电路更少，程序运算速度更快，所以可以提高系统的可靠性与实时控制能力。根据无刷直流电动机的特点和DSP芯片的功能，提出了基于DSP的控制方案。 最后针对所设计的控制算法与控制方案对控制系统的软硬件进行了详细论述。硬件部分先作了整体设计，又着重论述了几个主要模块的电路设计。软件部分介绍了各个模块的流程图，以及软件实现方面的问题，着重介绍了模糊控制算法的软件实现。最后给出了控制系统实际运行时的实验测试情况，并对实验结果进行了分析。

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