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无刷直流电机因为有着输出扭矩大、控制简单、可靠性高以及调速性能好等众多优点,在现代社会的许多领域都有非常广泛的应用。开发出较以往采用单一控制模式的有位置传感器无刷直流电机控制系统或者无位置传感器无刷直流电机控制系统更为稳定可靠的有无位置传感器双模式无刷直流电机控制系统具有重大的实际意义。
本文在详细综述现有无刷直流电动机控制技术和发展方向的基础上,深入研究无刷直流电动机的有位置传感器控制方法和当前存在的主要无位置传感器控制方法,通过设计与实验,研发完成了在正常状态下以有位置传感器模式运行,一旦出现位置信号检测异常的情况可自动切换到无位置传感器模式运行的更为安全可靠的无刷直流电机有无位置传感器双模式控制系统。本文详细描述系统实现中从硬件电路设计到控制程序编写的整个流程,并通过实验结果给出了表述系统性能的参数指标。介绍了有位置传感器控制实现方法、短时脉冲电压定位与最大概率计量法相结合的无位置传感器无刷直流电机起动技术和基于反电势法的无位置控制技术以及控制系统工作模式的自动判断和切换技术;为了提高控制系统性能文中还引入了转矩脉动抑制技术,并针对电动车辆这一应用方向设计添加了多项辅助功能;最后总结了整个设计过程,提出了控制系统进一步的改进方向。控制系统现已完成在测功机实验平台和电动车样车上的测试验证,具有系统结构简单、运行稳定可靠,功能齐全的特点。