● 摘要
电动静液作动器不存在集中油源,避免了传统的液压系统如管路复杂、发生泄漏的缺点,能够减轻系统的重量,提高系统的可靠性。无刷直流电机控制系统是电动静液作动系统的核心,其性能将直接影响着作动器中作动筒位移的输出,本文研究某电动静液作动器用无刷直流电机控制器。
首先,在介绍无刷直流电机的结构和原理的基础上,建立电机的基本模型,对比常用的换相控制方法及功率管调制方式,并分析四象限运行的控制原理。
然后分别建立基于传统PID控制和单周控制的无刷直流电机调速系统动态结构框图,在Matlab/Simulink平台下建立调速系统的仿真模型,仿真验证系统的理论可行性,并对比两种控制策略下系统的稳态、动态性能,为后续的样机设计及实验提供理论依据。
仿真分析后,根据系统的技术指标,完成控制器样机的硬件设计。控制电路主要包括DSP外围电路、FPGA外围电路及信号检测处理电路,详细介绍了各个器件的工作特点及各部分电路的基本原理。
在此基础上,介绍系统程序的整体结构框图,并根据DSP和FPGA的器件特点及开发流程进行系统的软件设计。DSP负责完成控制算法和CAN通信,FPGA主要完成电子换相、驱动信号生成及系统监控保护等功能。
最后,对无刷直流电机调速系统进行调试,做调速系统的电流环和转速环实验,对实验结果给出分析,并完成EHA系统的联调工作,验证四象限控制算法的有效性,最终系统的性能达到预期成果。