探討基于DSP的BLDCM控制系統設計

董娜娜

摘要：伴隨科技的不斷發展，直流無刷電機（BLDCM）的應用越來越廣泛。針對BLDCM電流換向引起的轉矩脈動特點本文研究了一種電流控制器用模糊方式來調節非換相電流進而使換向轉矩脈動減少。通過仿真實驗表明，采用TMS320LF2407A芯片所設計的控制系統使電機的起動、調速效果良好，且起動時間低于3s。該系統使實驗電機正確換向、運行穩定、輸出平穩波形的端電壓。

關鍵詞：DSP；BLDCM；轉矩脈動；調速

1.控制系統硬件設計

TMS320LF2407A控制器運算速度快、處理功能強，且含有大量集成的外圍控制部件。針對這一特點，本文采用這款DSP控制器作為電機控制系統的核心。這樣一來，整個數字控制系統的硬件設計電路簡潔明了。控制系統原理框圖如圖1所示。

2.全數字閉環控制系統的整體控制策略

本文所設計的電流環和速度環用全數字閉環并通過軟硬件結合的方式控制。如下圖2所示，電流環周期T=50μs，反電動勢過零檢測，從而使速度環達到閉環控制，確保電動機換向無誤。采用模糊方式控制電流環的控制器，使非換向相電流一直保持平滑不變，降低轉矩脈動的發生。同理，在上述運行條件不變時，溫度突變，系統控制效果幾乎不變。當速度環周期T=50ms時，系統采用模糊分段調節算法來控制電動機工作。

3.系統仿真設計

控制系統仿真利用matlab中simulink進行模型搭建，如圖3所示。仿真模型主要包括電動機本體模塊BLDCM、逆變器模塊Inverter、電流控制模塊Current和轉速PI控制器模塊。

系統仿真實驗參數：Vd=36V、Id=1.55A、ne=3000r/min、R=0.438Ω、L=0.000632H、J=0.005Kg.m2、Ke=0.065V/r/min、TL=0.955N·m。仿真設置：時間取0.04s，采用變步長、ode45算法。……