无刷直流电机控制系统

本书内容主要涵盖无刷直流电机原理分析及其控制系统的设计与应用，并对无刷直流电机速度控制、转矩波动抑制和无位置传感器控制等关键技术问题进行了详细论述。全书力求贯彻理论与实际相结合的原则，既阐明无刷直流电机控制系统的基本概念和基本原理，又给出其设计与分析的具体过程，并反映其新技术、新成就和实际应用动态。本书可供从事无刷直流电机控制系统设计与开发的相关人员参考，既适合作为具有电机学、自动控制、电机控制、单片机、DSP等基础知识的高等学校本科生、研究生的参考教材，也可以作为相关工程技术人员的参考书。

前言
第一章绪论1
1.1无刷直流电机发展历程1
1.2无刷直流电机应用场合4
1.3无刷直流电机研究现状8
1.3.1无位置传感器控制技术9
1.3.2转矩波动抑制研究10
1.3.3无刷直流电机控制器研究12
1.4无刷直流电机发展趋势15
参考文献20
第二章无刷直流电机数学模型及特性分析25
2.1无刷直流电机结构类型及驱动方式25
2.1.1无刷直流电机本体结构25
2.1.2功率驱动方式28
2.2无刷直流电机数学模型31
2.2.1微分方程模型31
2.2.2传递函数模型37
2.2.3状态空间模型42
2.3无刷直流电机特性分析44
2.3.1无刷直流电机启动特性44
2.3.2无刷直流电机稳态运行特性45
2.3.3无刷直流电机动态性能分析48
2.3.4无刷直流电机换相暂态分析53
参考文献56
第三章无刷直流电机速度控制系统57
3.1无刷直流电机双闭环调速57
3.1.1PID调速原理57
3.1.2控制器设计59
3.2无刷直流电机速度智能控制技术62
3.2.1模糊控制62
3.2.2神经网络控制67
3.2.3遗传算法优化控制73
3.2.4滑模变结构控制79
3.2.5灰色控制84
3.2.6其他智能调速方法88
3.3电机参数对动态响应和调速范围的影响89
3.3.1电阻参数90
3.3.2电感参数90
3.3.3转动惯量参数92
参考文献92
第四章无刷直流电机换相转矩波动分析与抑制95
4.1分时换相策略抑制转矩波动95
4.1.1换相转矩波动分析95
4.1.2分时换相策略分析102
4.1.3*佳分时换相策略的研究106
4.2基于自抗扰技术的换相转矩波动抑制108
4.2.1抑制转矩波动的自抗扰策略108
4.2.2实验结果111
4.3基于BP神经网络的换相转矩波动抑制113
4.3.1BP神经网络113
4.3.2自校正调节器115
4.3.3实验结果116
4.4基于模糊小生境遗传算法的电机优化设计与转矩波动抑制118
4.4.1反电势波形平顶宽度的计算118
4.4.2模糊小生境遗传算法121
4.4.3无刷直流电机优化设计123
参考文献126
第五章无刷直流电机的无位置传感器控制127
5.1转子位置间接检测法127
5.1.1反电势法127
5.1.2磁链法136
5.1.3电感法136
5.1.4人工智能法138
5.2无位置传感器控制138
5.2.1基于扰动观测器的无位置传感器控制138
5.2.2基于Kalman滤波的无位置传感器控制144
5.2.3基于滑模观测器的无位置传感器控制148
5.2.4基于小波网络的无位置传感器控制151
5.3无位置传感器控制下的启动156
5.3.1静止状态下转子初始位置的确定156
5.3.2无位置传感器下的启动方法157
参考文献161
第六章无刷直流电机控制系统仿真163
6.1无刷直流电机S函数仿真163
6.2无刷直流电机图形化仿真170
6.2.1无刷直流电机双闭环调速系统仿真171
6.2.2无刷直流电机相电流超前导通运行仿真177
参考文献180
第七章无刷直流电机控制系统实现182
7.1系统主电路182
7.2驱动电路185
7.2.1MOSFET驱动电路185
7.2.2IGBT驱动电路187
7.2.3智能功率模块188
7.3转子位置信号检测电路190
7.4微处理器控制电路191
7.4.1微处理器选型191
7.4.2单片机控制电路192
7.4.3DSP控制电路196
7.5保护电路199
7.5.1过压保护电路199
7.5.2过流保护电路200
7.5.3逻辑保护电路201
7.5.4其他保护电路202
7.6无位置传感器控制电路204
7.6.1电压检测电路204
7.6.2滤波移相电路206
7.6.3电流检测电路207
7.7无刷直流电机控制专用集成电路209
7.7.1MC33033集成电路的应用209
7.7.2TB6537P集成电路的应用212
7.8系统软件设计215
7.8.1带位置传感器无刷直流电机软件设计215
7.8.2无位置传感器无刷直流电机软件设计217
7.8.3软件可靠性设计218
7.9硬件系统电磁兼容性设计219
7.9.1强电部分电磁兼容性设计220
7.9.2弱电部分电磁兼容性设计220
参考文献222
第八章无刷直流电机控制系统应用实例223
8.1电梯门机系统223
8.1.1电梯门机系统介绍223
8.1.2电梯门机系统技术要求225
8.1.3电梯门机控制系统硬件设计227
8.1.4电梯门机控制系统软件设计229
8.2电梯曳引机系统231
8.2.1电梯曳引机系统介绍231
8.2.2无刷直流电机无齿轮电梯曳引机的特点233
8.2.3电梯曳引机的技术要求233
8.2.4电梯曳引机控制系统硬件设计234
8.2.5电梯曳引机控制系统软件设计235
8.3无刷直流电机在变频空调中的应用236
8.4无刷直流电机在电动汽车中的应用238
8.5无刷直流电机在电动自行车中的应用239
8.6无刷直流电机在其他领域的应用240
8.6.1在风机、水泵上的应用240
8.6.2在洗衣机上的应用240
8.6.3在医疗器械上的应用241
参考文献241