太阳能无人飞机动力驱动器的研究

【摘要】： 该论文先介绍了螺旋桨驱动电机的工作原理，分析了无刷直流电机转矩脉动产生的原因及消除或抑制方法。论文对稀土永磁方波无刷直流电动机进行了详细的设计，介绍了控制器的总体设计方案、硬件结构、控制程序设计等内容，并对控制策略进行了研究。在Matlab下建立了电机的数学模型，通过计算机仿真，验证了数学模型的正确性，同时在理论上对低速恒转矩高速恒功率运行进行了分析与研究，提出了一种用模糊控制的方法实现恒功率控制，并对驱动器进行了系统仿真，成功的研制了以数字信号处理控制器TMS320LF2407为控制核心的驱动器，控制无刷直流电动机驱动太阳能无人飞机的螺旋桨，为后面继续研究工作提供了参考。 该系统采用高速数字信号处理器全数字化设计，其实时性好、可靠性高，并具有功耗低，效率高等特点，比较适合应用于太阳能无人飞机。 【关键词】：DSP 稀土永磁 方波 无刷直流电动机 恒转矩 PID控制 恒功率 驱动器
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：V242
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 课题背景7
• 1.2 太阳能无人机的发展概况7-9
• 1.3 螺旋桨驱动电机的发展9
• 1.4 本论文研究的主要内容9-11
• 第二章 太阳能无人飞机螺旋桨驱动器工作原理11-21
• 2.1 稀土永磁方波无刷直流电动机工作原理11-16
• 2.1.1 稀土永磁方波无刷直流电动机11-12
• 2.1.2 稀土永磁方波无刷直流电动机工作原理12-13
• 2.1.3 方波无刷直流电机转子位置传感器13-14
• 2.1.4 无刷直流电动机的绕组导通方式14-16
• 2.2 稀土永磁方波无刷直流电动机运行特性16-18
• 2.3 稀土永磁无刷直流电动机转矩脉动的抑制分析18-21
• 第三章 稀土永磁无刷直流电机的设计21-28
• 3.1 螺旋桨驱动无刷直流电动机特点21
• 3.2 高效稀土永磁无刷直流电动机设计特点21-22
• 3.3 方波无刷直流电动机电磁参数计算22-28
• 第四章 系统硬件电路设计28-42
• 4.1 数字信号处理器TMS320LF240728-32
• 4.2 系统控制电路组成32-37
• 4.3 驱动电路及功率主电路37-42
• 第五章 系统软件设计42-53
• 5.1 DSP软件编程的总体概述42-44
• 5.2 主程序设计44-50
• 5.2.1 相关寄存器初始化45-48
• 5.2.2 键盘扫描程序48-50
• 5.3 捕获中断程序设计50-51
• 5.4 A／D转换中断程序设计51-53
• 第六章 系统控制策略53-73
• 6.1 无刷直流电动机数学模型的分析53-59
• 6.1.1 无刷直流电动机数学模型的建立53-54
• 6.1.2 无刷直流电动机数学模型的模型仿真54-58
• 6.1.3 无刷直流电动机数学模型的简化58-59
• 6.2 电动机低速恒转矩分析59-65
• 6.2.1 控制器离散化方法60-62
• 6.2.2 电流环转速环设计62-65
• 6.3 电机恒功率分析65-73
• 6.3.1 工作点在恒转矩和恒功率的交点66-68
• 6.3.2 工作点在额定转速点68-73
• 第七章 原理样机试验分析及波形图73-77
• 7.1 原理样机试验分析73-75
• 7.2 原理样机测试波形75-77
• 第八章 总结77-79
• 8.1 主要研究工作77-78
• 8.2 应用前景展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83

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