基于MLX90316的BLDCM控制系统的研究

论文摘要

无刷直流电机具有调速性能好、体积小、效率高、控制简单等优点,在很多领域得到了广泛的应用。传统的无刷直流电机控制系统普遍采用三相开关霍尔元件来提供位置反馈信息,但低速时无法得到精确的控制效果。目前,为了实现低速的精确控制,普遍采用光电编码器,但其成本高。因此,采用低成本高精度的新型传感器对提高直流无刷电机系统的性能具有十分重要的意义。本文阐述了新型传感器MLX90316的工作原理以及输出特点,分析了动静态误差,设计了MLX90316的安装方式,确定了适合电机控制系统的通信方式。结合无刷直流电动机的工作原理以及无刷直流电机对控制系统的要求,提出以MLX90316与霍尔元件位置传感器共同作为位置传感器混和测速的全新控制方案,为直流无刷控制系统在全速范围内进行精确控制提供了基础。针对MLX90316 SPI复杂的通信协议以及需要花费大量的通信时间,本文阐述了控制系统的硬件原理与特点,设计了双中断的通信模式,节约了速度控制模块程序时间,确保键盘扫描与显示以及各种错误显示、保护等功能能够及时处理。对PWM调制方式、双传感器混和测速的切换、直流无刷电机的启动与制动等问题的进行详细阐述和分析,给出实验结果并分析与说明。实验结果表明,双传感器控制系统启动迅速,切换平稳,在整个速度范围内都有较高的控制精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 无刷直流电机发展
• 1.2 无刷电机控制基础
• 1.3 现有电机位置传感器的种类及特点
• 1.4 本文研究的霍尔芯片特点
• 1.5 论文的主要研究内容和结构安排
• 2 MLX90316 性能研究
• 2.1 MLX90316 基本工作原理
• 2.2 MLX90316 输出模式分析
• 2.3 MLX90316 样机的设计
• 2.4 SPI 输出模式动态性能研究
• 3 系统实现的关键技术
• 3.1 PWM 调制方式的研究
• 3.2 混和测速方式
• 3.3 制动策略的研究
• 4 控制系统设计
• 4.1 硬件系统总体结构
• 4.2 控制系统主要功能单元设计
• 4.3 控制系统DSP 软件结构
• 4.4 功能模块软件设计
• 5 实验结果与总结
• 5.1 实验结果分析
• 5.2 全文总结
• 致谢
• 参考文献