题目：同心双定子三余度无刷直流电动机的驱动控制

无人机广泛采用电力作动技术，如舵面操纵、起落架与电刹车系统等。电力作动器的核心是高可靠的伺服电动机系统。因此，具有高可靠性、高功率密度等特征的航空用伺服电动机系统一直是无人机机机载设备研究的重点。本课题以适用于270V高压直流供电体制、具有两次容错能力的同心双定子三余度无刷直流电动机（Brushless DC Motor, BLDCM）为研究对象，研究了高可靠多余度无刷直流电动机的驱动控制技术。论文的主要工作内容和研究成果如下：（1）研究了同心双定子三余度BLDCM在单余度、双余度及三余度工作状态下的性能。根据电机的数学模型，结合有限元计算，建立了电机的仿真模型；针对同心双定子三余度无刷直流电动机的特点，搭建了位置环、转速环、电流环三闭环系统，在此基础上进行了系统的时域和频域性能仿真，得到了电机在不同余度工作状态下的性能。（2）提出了基于自抗扰控制器的同心双定子三余度BLDCM位置伺服系统。为了克服电机内部参数变化、齿槽转矩、负载扰动以及余度降级等不确定因素对同心双定子三余度BLDCM位置伺服系统性能的影响，实现高性能的位置伺服控制，本文提出了基于自抗扰控制器的同心双定子三余度BLDCM位置伺服系统，并进行了性能仿真。仿真结果表明，该系统具有良好的动态和稳态性能，满足了系统的设计要求，且对电机内部参数变化、余度降级以及负载扰动等具有很好的补偿能力及较强的鲁棒性。（3）完成了基于TMS320VC33 DSP+Cyclone II FPGA的驱动控制器的硬件设计与软件设计。电机的每个余度均对应一个独立的驱动控制器，采用DSP实现获取位置指令以及位置环、速度环和电流环的计算的功能。采用FPGA实现了获取位置和电流信号，生成脉宽调制信号，控制A/D采样的功能。（4）利用已有的同心双定子三余度BLDCM及其驱动控制器的硬件平台，进行了系统实验研究。包括电机的机械特性实验、转速环、电流环双闭环实验。实验结果表明，系统具有良好的动态和稳态性能。