基于FPGA的开关磁阻电机无位置传感器与模糊PID控制系统的研究.rar

开关磁阻电机调速系统兼有交流调速系统和直流调速系统的优点，结构简单、坚固耐用、成本低廉、可控参数多、控制方式灵活、可得到各种所需的机械特性，且在宽广的调速范围内均具有较高的效率。因此，开展开关磁阻电机的研究，对推动开关磁阻电机应用于工业电气传动、自动控制、航空航天等高技术领域，提高我国经济实力，具有重要现实意义。 开关磁阻电机转子位置信号是各相主开关器件正确进行切换的依据，传统检测方法中位置传感器的引入增加了电机结构的复杂性，影响了开关磁阻电机调速系统的可靠性。同时开关磁阻电机调速系统是一个实时性很强，计算量很大的复杂系统，在高速和超高速运行的时候，实时性的矛盾更加突出。在国家自然科学基金的资助下，本课题组展开了对基于FPGA的开关磁阻电机无位置传感器与模糊PID控制系统的研究。 本文首先介绍了开关磁阻电机的基本运行原理，包括开关磁阻电动机的基本结构、数学模型以及控制策略。其次在分析位置传感器检测的原理和实现方法的基础上，采用最大磁链法作为无位置传感器检测方法的理论原理，并应用硬件描述语言设计了相关功能模块。实验结果验证了该方法的可行性。再次以模糊PID算法为核心设计了调速控制器，应用基于MATLAB和DSP Builder的DSP设计方法完成了该算法的全硬件实现。最后在CycloneⅡ FPGA上搭建了开关磁阻电机调速系统的无位置传感器数字系统。 开关磁阻电机无位置传感器数字系统采用全数字控制的SOPC设计简化了硬件电路，改善了系统实时性，提高了系统的可靠性，为开关磁阻电机的控制提供了可靠的硬件平台。

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