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随着我国经济的快速发展,城镇化进程也逐渐加快,然而城市交通拥堵问题却日益严重。近年来,城市轨道交通在缓解城市公共交通压力方面发挥了重要作用,同时城市轨道交通装备制造业也面临着一个全新的挑战。地铁门是城市轨道客车重要的组成部分,研发新一代地铁门控制系统,对降低地铁门控系统的实际运行故障率具有重要意义。本论文以地铁门控制器为研究对象,对地铁门控制系统和永磁无刷直流电机转矩波动控制技术,进行了深入分析和研究。 论文首先深入分析了地铁门控制系统和永磁无刷直流电机的工作原理,给出了永磁无刷直流电机数学模型及地铁门控制系统总体控制模型。比较了目前几种常用的永磁无刷直流电机换相转矩脉动控制算法的优缺点,分析了传统控制算法在实际应用方面存在的不足。并且提出一种基于有限控制状态模型预测控制(FCS-MPC)的永磁无刷直流电机脉动抑制优化控制算法。并对此控制策略进行了深入研究,分别给出了永磁无刷直流电机在高速和低速时换相转矩脉动解决方法,推出了高速和低速时非换相电流预测模型,给出了基于FCS-MPC控制策略实现的流程图,最后在Simulink中,搭建了基于FCS-MPC控制策略的BLDCM控制模型,验证了该算法的优越性与可行性。 其次,对地铁门控制器DC/DC变换器进行了深入的研究,设计了250W反激式拓扑结构的DC/DC变换器。在STM32中实现了基于FCS-MPC控制策略的BLDCM控制算法程序设计。设计了基于余弦函数曲线法地铁门速曲线的控制算法。此外还对地铁门控制器的关键控制技术,如PWM-ON、离散型PI算法设计、门宽参数自学习、防挤压探测等给出了数字化的实现方法。 最后,在理论研究的基础上,研制出了一台基于STM32103VET6的地铁门控制器样机。给出了主电路重要参数的选取与软件设计。通过实验给出了样机实际测试数据波形:PWM-ON调制方式电机驱动实验,高速与低速时基于FCS-MPC控制的永磁无刷直流电机相电流与母线电流波形对比实验,DC/DC变换器Buck电路波形实验,不同功率下DC/DC变换器电压输出实验等。