直流电机分类及特点直流电动机按其结构和工作原理可划分为以下:1。无刷直流电动机:无刷直流电动机互换了常规有刷的定子与转子。转子是永久磁铁用来产生气隙磁通;定子为电枢,由多相绕组组成。在结构上,它与永磁同步电动机类似。这种电机消除了由于电刷导致的诸多问题,另外,机械特性和调节特性的线性度较好,调速范围广,寿命长并且噪声小。但它存在结构复杂,价格过高,控制难度大等的不足。78432
2。有刷直流电动机:有刷电动机存在两个电刷,刷子的材料通常是铜和碳。工作原理:电源的正负极通过电刷连接到转子的换相器上,而换相器连通了转子上的线圈,线圈极性的交替变换与定子上的磁铁形成电磁作用力而使转子转动起来。电动机转动时,电刷与换相器不断的发生摩擦产生大量热,所以有刷直流电机的效率较低且损耗较大[4]。但是它同样具有制造简单,控制性好,价格不贵等优点。
2控制核心硬件的发展趋势
直流电机的控制方式由最初的模拟电路,发展到应用以单片机为核心的数字控制电路[5]。模拟控制电路因为采用的是模拟器件,存在容易老化、对温度变化敏感等缺点;而单片机克服模拟器件的存在缺陷,由于运算能力不足,难以达到现代工业对实时控制的需求,在逐步被淘汰。论文网
随着控制理论的快速发展,普通的单片机或是多片微处理器都不能满足先进的控制算法对硬件的要求。然而DSP的出现很好的解决了这个矛盾,DSP具有高速的运算能力和丰富的接口功能,能够满足控制算法对硬件的要求。因此,在电机控制领域得到越来越广泛的应用[6]。
DSP采用冯·诺依曼结构,有非常多的特点和优势[7]:(1)接口方便。DSP具有丰富的外设,同其他系统或设备有非常好的兼容性;(2)编程方便。可编程的芯片很适合开发人员对软件的开发;(3)稳定性好。DSP是以数字处理为基础,集成度高,功耗小,可靠性高;(4)精度高。16位数字系统可以达到10-32的精度;(5)可重复性好。由于集成度高,可复制性强,并且软硬件成本较低。所以,研究基于DSP的直流电机控制系统不仅具有科研价值,同时也拥有广泛的市场前景[8]。
3控制算法的发展
在相应的控制策略研究中,随着控制理论的进步,出现了许多将已有的控制理论结合在一起的控制策略,以发挥不同控制理论的优势。使电机的控制方法不再单一,而是进入了一个全新、多元化的发展阶段。近些年,智能控制研究得到重视,发展迅速,在非常多的领域得了实践。智能控制中,不需要研究对象的精确数学模型,并具有高度的非线性和较强的鲁棒性。智能控制方法在电机控制系统中也有了深入的研究[9]-[10]。
其中,模糊控制理论经过四十多年的发展,能够不依赖于研究对象的模型,而根据制定的模糊控制规则,进行推理来获得最后的控制量。能够很好的处理存在非线性特征的电机调速系统[11]。却同时存在很难去除稳态误差的缺点。相关的文献[12]研究了一种把模糊控制同PID结合在一起的控制方法,使得被控系统同时具有这两种控制方法的双重优势