无刷直流电机是功率半导体和永磁材料一体化的新型电机,它既具有直流无刷电机优良的调速性能,又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点。无刷直流电机还具有运行效率高、易于控制等特点。目前,在工业控制领域中得到了越来越广泛的应用,尤其在调速和伺服领域呈现出良好的应用前景。 首先,论文分析了无刷直流电机控制系统基本构成、工作原理,建立了无刷直流电机的数学模型。由于无刷直流电机在低速和直接驱动时的转矩脉动比较大,在研究了无刷直流电机工作和控制原理的基础上,对导致电流脉动和转矩脉动的原因进行了分析,深入研究了转矩抑制和电流控制的方法。 其次,依据复杂可编程逻辑CPLD芯片自身的特点,根据系统控制策略的要求,将无刷直流电机控制中所需的一些硬件逻辑电路通过Verilog HDL硬件描述语言来实现,并讨论了单独应用此芯片进行电机控制的缺点,提出了利用CPLD结合单片机同时进行控制的优点。 最后,在提出上述控制策略的基础上,以ALTERA公司的CPLD芯片和ATMEL公司的AVR单片机作为控制器的核心,完成了无刷直流电机控制器所有硬件的设计、制造和调试;软件设计中采用电流、速度双闭环调速的方式,并完成了相应功能的编程、调试工作,最后对硬件和软件的可靠性问题进行了详细的讨论。 实验结果表明,本文提出的驱动控制系统具有运行性能良好,调试方便,升级换代容易等特点,为后续的研究工作提供了实验基础和借鉴。