摘要: 无刷直流电机(Brushless DC Motor，简称BLDCM)凭借其结构简单，效率高，具有良好调速性能等特点，广泛应用于工业控制、高端家电、消费电子等诸多领域。 无刷直流电机传统的方波控制方法虽然简单，但存在较大的转矩脉动，已难以满足日益提高的应用... 展开 无刷直流电机(Brushless DC Motor，简称BLDCM)凭借其结构简单，效率高，具有良好调速性能等特点，广泛应用于工业控制、高端家电、消费电子等诸多领域。 无刷直流电机传统的方波控制方法虽然简单，但存在较大的转矩脉动，已难以满足日益提高的应用需求。近年提出的PWM_ON_PWM调制控制能够提高无刷直流电机的控制性能。对于反电动势不是标准的梯形波的无刷直流电机采用矢量控制也通常能取得更好的控制性能。为实现更复杂的控制策略，需要获取更高精度的转子位置信息。增加机械传感器将提高成本，占用空间，检测精度也易受环境影响。无传感器技术大多算法复杂，难以启动、实际应用性差，目前还无法代替有传感器方案。霍尔传感器在无刷直流电机控制系统中得到广泛的使用，面对有成本限制、体积约束的非高精度控制场合，低分辨率霍尔位置传感器则是更好的选择。针对以上问题，本文提出基于提高低分辨率霍尔信号对转速和位置检测的精度，实现矢量控制和PWM_ON_PWM调制控制的方法。 论文推导了无刷直流电机数学模型，研究了矢量控制和PWM_ON_PWM调制控制的基本原理。详细研究了基于霍尔位置传感器的电机转速和转子位置估测方法。通过分析霍尔估测法所存在的误差和问题，分别提出了提高转速和位置估测精度的策略和改善存在问题的方法，并分别对其适用性进行了分析。根据矢量控制和PWM_ON_PWM调制控制控制策略的差异，分析了切换启动控制策略，并分别讨论了不同控制策略对霍尔估测结果的应用方案。 基于MATLAB/Simulink环境，分别搭建了无刷直流电机控制系统模型，进行了仿真实验。搭建了基于TMS320F28335为主控芯片的无刷直流电机控制系统实验平台。以CCS软件开发环境，完成了控制系统程序设计和软件编写。基于实验平台进行了实验验证，并做了多组对比实验。仿真和实验的结果表明，设计的改进方案能够有效提高霍尔位置信号对电机转速和转子位置的估测精度，验证了设计方案实现无刷直流电机矢量控制和PWM_ON_PWM调制控制的有效性和可行性。 收起