无刷直流电动机控制方法的研究综述
无刷直流电机控制技术综述
无刷直流电机控制技术综述一、本文概述随着科技的飞速发展和工业自动化的深入推进，无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDCM）控制技术日益受到广泛关注。
无刷直流电机以其高效、节能、长寿命等优点，在电动工具、电动车、航空航天、机器人等领域得到广泛应用。
本文旨在对无刷直流电机控制技术进行综述，介绍其基本原理、发展历程、主要控制策略以及未来发展趋势，以期为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考。
本文将对无刷直流电机的基本结构和工作原理进行简要介绍，为后续的控制技术分析奠定基础。
通过回顾无刷直流电机控制技术的发展历程，揭示其从简单的开环控制到复杂的闭环控制，再到智能控制的演变过程。
接着，重点介绍几种主流的无刷直流电机控制策略，包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等，并分析它们在不同应用场景下的优缺点。
还将探讨无刷直流电机在高速、高精度、高效率等方面的特殊控制需求及其解决方案。
本文将对无刷直流电机控制技术的未来发展趋势进行展望，包括控制算法的优化与创新、新型功率电子器件的应用、以及电机与控制系统的一体化设计等。
通过本文的综述，读者可以对无刷直流电机控制技术有一个全面而深入的了解，为相关领域的研究和实践提供有益的启示和指导。
二、无刷直流电机的基本原理与结构无刷直流电机（Brushless Direct Current，简称BLDC）是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。
其基本工作原理和结构与传统直流电机有所不同，因此在控制上也具有其独特之处。
基本原理：无刷直流电机的工作原理基于电子换向技术。
它利用电子开关器件（如功率晶体管或功率MOSFET）实现对电机电流的换向控制，从而改变了电机转子的旋转方向。
与传统直流电机相比，无刷直流电机省去了机械换向器和电刷，因此具有更高的运行效率和更长的使用寿命。
结构特点：无刷直流电机主要由定子、转子和电子换向器三部分组成。
定子通常由多极电磁铁构成，而转子则是一个带有永磁体的圆柱形结构。
无刷电机的控制算法研究
无刷电机的控制算法研究一、引言随着科技的不断进步，电机控制领域也在不断发展。
无刷电机作为一种新型的电机，其具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等特点，已经广泛应用于工业、军事、航空等领域。
本文将就无刷电机的控制算法进行研究，探讨其在实际应用中的优化方案。
二、无刷电机简介无刷直流电机是一种新型的电动机，其与传统直流电机相比，具有常规电机所没有的几个显著的特点，即有刷环、电刷及电刷定子等部分的消失。
相较于传统电机，无刷电机的寿命更长、效率更高，而且噪音更小、体积更小。
三、无刷电机控制方法无刷电机的控制系统主要包括传感器反馈控制和传感器无反馈控制两种方式。
1. 传感器反馈控制传感器反馈控制方式是通过电机内置的传感器实时读取电机参数，例如转速、转向等，并将其反馈到控制器中以对电机进行有效控制。
由于传感器具有高精度、高稳定性和高可靠性等优点，因此该控制方式广泛适用于需要进行精密控制的应用场合。
2. 传感器无反馈控制传感器无反馈控制方式是通过对电机电流、电压、相位等参数进行实时分析，以控制电机。
由于传感器无反馈控制方式简单、控制精度高、成本低，因此该控制方式广泛应用于许多应用场合，例如无人机、机器人等。
四、无刷电机控制算法由于无刷电机的控制需要根据电机转子位置进行相应的控制策略，因此不同的转子位置需要采用不同的控制算法。
无刷电机的控制算法可分为传统算法和新型算法两种。
1. 传统算法(1) 电角度控制电角度控制是一种常见的无刷电机控制算法，其工作原理是通过将电机转子角度与预定角度进行比较，以测量出电机转子的角度，并将其反馈到控制器中，根据反馈的信息进行相应的调节。
(2) 矢量控制矢量控制是现今较为常见的一种无刷电机控制算法，其工作原理是通过确定电机的内部磁场方向，以控制电机的转子位置、转速和转向等参数。
2. 新型算法(1) 深度学习控制深度学习控制是近年来新兴的无刷电机控制算法，利用神经网络模型以图像处理的方式对无刷电机进行控制，极大地提高了控制精度和稳定性。
无刷直流电机控制器的综述【文献综述】
文献综述电气工程及自动化无刷直流电机控制器的综述摘要：实现由专用集成芯片及外围电路构成的一种体积小、结构紧凑、调试方便的无刷直流电机控制器，实现电机的正反转，并分析了各部分的电路结构。
关键词: MC33035; MC33039;无刷直流电机;控制器;1引言无刷直流电机是随着大功率开关器件、专用集成电路、稀有永磁材料、微机、新型控制理论及电机理论的发展而迅速发展起来的一种新型电动机，它比交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点，又具备直流电动机运行效率高、无励磁损耗、调速性能好等特点，因此在当今国民经济的各个领域(如医疗器械、仪器仪表、化工、轻纺以及家用电器等方面) 的应用日益普及。
2无刷电机的控制结构及原理所谓无刷直流电动机是利用半导体开关电路和位置传感器代替电刷和换向器的直流电动机，也就是，它是把电刷与换向器的机械整流变换为霍尔元件与半导体功率开关元件的电子整流。
无刷直流电机由转子和定子两部分组成，转子用永磁材料制成，构成永磁磁极，定子由绕组和铁芯组成，定子铁芯由导磁硅铁片迭压而成，其周上均匀分布的槽中嵌放有很多相电枢绕组。
直流无刷驱动器包括电源部及控制部：电源部提供三相电源给电机，控制部分需要转换输入电源频率。
图一电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电输入(110V/220 V)，如果输入是交流电就得先经转换器转成直流。
不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先用换流器将直流电压转换成3 相电压来驱动电机，换流器一般由6个功率晶体管分为上臂(A+、B+、C+)臂(A-、B-、C-）连接电机作为控制流经电机线圈的开关。
控制部则提供PWM(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器换相的时机。
直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器作为之闭回路控制，同时也作为相序控制的依据。
要让电机转动起来，首先控制部就必须根据hall-sensor 感应到的电机转子目前所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序，如下（图二）inverter 中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管)，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。
无刷直流电机驱动控制综述
无刷直流电机驱动控制综述一、引言随着微电子技术的发展和永磁材料磁性能的不断提高，永磁无刷直流电机近年来受到普遍重视，并且取得了很大的发展。
永磁无刷直流电机具有调速方便、结构简单、维护简便、电磁污染小、功率密度大等优点，在伺服系统及小功率拖动系统中得到了广泛的应用。
然而，由于电机本身结构以及馈电系统等方面的原因，无刷直流电机具有较大的转矩波动，这限制了其在精密传动和大功率驱动等系统中的应用；另外，转矩波动导致电机振动加剧，噪声增加，也影响了电机寿命。
而且位置传感器的存在不但增加了电机的自身尺寸，使内部结构变得复杂，同时也大大限制了无刷直流电机在一些系统要求较高(如卫星仪器)条件下的应用。
国内外学者针对这两个问题进行了大量的研究，提出了各种不同的解决控制方案。
二、转矩波动针对转矩波动，我国各大高校学者做了大量的研究。
1、自抗扰控制器《中国电机工程学报》2006年24期[1]夏长亮老师提出了抗扰控制器来抑制转矩脉动。
抗扰控制器是基于跟踪微分器(TD)安排过渡过程、扩张状态观测器(ESO)估计系统状态、模型和外扰由非线性反馈控制律(NLSEF)来给定控制信号的一种非线性控制器。
它通过非线性变换，将非线性结构转化为线性系统的积分串联结构，从而实现了动态系统的反馈线性化。
设有受未知外扰作用的非线性不确定对象为x(n)=f(x,ẋ,……x(n−1),t)+w(t)+bu (1)式中：f(x,ẋ,……x(n−1),t)为未知函数；w(t)为未知外扰；x(t)为量测输入；u 为控制输入；b 为控制。
输入系数。
对应的自抗扰控制器结构如图 1 所示。
图1、自抗扰控制器结构图根据永磁无刷直流电机自身特点以及自抗扰控制器的设计原则，将电机等效为由 2 个非线性系统构成的积分串联型对象，设计了 2 个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制，即外环控制转速并给出内环转矩参照值，内外控制转矩以抑制转矩波动，最终以逆变桥直流侧电压为控制输入，电角速度ω为量测输入，自抗扰控制方案如图2所示：图2、抑制转矩波动的自抗扰控制框图在自抗扰控制器中，系统的外扰和内扰处于同等地位，而扩张状态观测器能够快速地跟踪电磁转矩输出并给出转矩子系统的实时作用值。
无刷电机控制技术--文献综述
无刷电机控制技术的研究进展综述1前言随着科学技术和工业化的快速发展,工业自动化程度的日益加深，电机的应用领域不断的扩大。
电力电子技术、微机控制技术和控制理论的发展更加促进了电机调速技术的发展.随着新的电力电子器件，高性能的数字集成电路以及先进的控制理论的应用，控制部件功能日益完善,所需的控制器件数目愈来愈少，控制器件的体积愈来愈小，控制器的可靠性提高而成本日益降低,从而使得电机的应用不再局限于传统的工业领域，而逐渐向商业，家用电器、声像设备、电动自行车、汽车、机器人、数控机床、雷达和各种军用武器随动系统等领域拓展。
[1, 15］2 国内外发展概况电机的种类很多，其中，无刷直流电机以其优越的性能成为国内外科研机构的重点研究对象。
早期国内外对直流无刷电机的研究主要致力于将更加先进的电力电子器件和材料应用于直流无刷电动机以提高它的性能。
在八十年代以后，随着磁性材料（尤其是高性能的稀土永磁材料)、电力电子器件和专用控制器的迅速发展，明显改善了直流无刷电动机特性的同时,人们又把对直流无刷电动机研究的目光转移到电子换相、稀土永磁材料以及智能控制三个方面,试图来抑制直流无刷电动机的转矩波动。
除此之外，随着电机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化和数字化，使得许多较复杂的控制技术得以实现。
这些控制技术的实现又进一步推动了直流无刷电机在各个工业领域更好地应用，为直流无刷电机的发展打开了广阔的前景。
[2］3无刷电机控制3.1无刷直流电机无刷直流电机与传统直流电机相比，其结构上有较大不同，无刷直流电机将传统直流电机定子上的永磁体转移到转子上，而将电枢绕组置于定子上，并采用电子换向装置取代传统直流电机的机械式电刷换向器，使无刷直流电机在运行时无换向火花和无线电干扰，长时使用无需更换电刷，电机使用寿命长。
无刷直流电机紧凑的机械结构，使其能够更容易地实现小型化。
无刷直流电机相对于交流异步电机，具有高能量密度、高效率的特点，同时具有较好的调速性能。
无刷直流电机控制技术的研究与应用
无刷直流电机控制技术的研究与应用随着现代科技的发展，无刷直流电机控制技术已经逐渐成为了电机行业的主流技术之一。
无刷直流电机有着回转速度高、效率高、噪音小、寿命长等诸多优点，因此被广泛应用于各种领域。
本文将着重介绍无刷直流电机控制技术的相关概念和应用情况。
一、无刷直流电机的概念无刷直流电机是一种新型的电机形式，其产生的磁场由外部磁铁或电流产生，同时在转子上没有导电环。
无刷直流电机是由电子晶体管方式完成数字化控制，减少了电刷和旋转间接磨损，同时使电机的能量转换更加高效。
二、电机控制技术的发展早期，热电压机、转盘转动、水力发电机、风力发电机等普遍使用交流电机，直到20世纪80年代后，无刷电机在电子技术、微机控制技术、磁布置理论、高强度材料科学等方面取得突破，开始广泛应用于家电、工具、电动汽车、船舶等领域，大大提高了产品的性能和质量。
三、无刷直流电机控制技术的特点（一）高效节能由于无刷直流电机采用电子晶体管方式完成数字化控制，减少了电刷和旋转间接磨损，同时使电机的能量转换更加高效。
这种电机在额定工作点上的效率可以高达90%以上，相较于传统交流电机，其效率提高了40%左右。
（二）稳定性好制造工艺的进步和零部件的普及使得现代无刷直流电机的工作精度得到了很大程度的提高，使得转速随负荷变化的情况大大减少，可以在广泛的负载应用范围内获得较高的效率和稳定性。
（三）调速范围宽无刷直流电机采用数字式调速控制方式，使得其在转速调节范围较宽的情况下，能够实现精确的调速控制。
通过电子调速器可以根据工况需求，在一定范围内随意调节。
（四）噪音小无刷直流电机采用了数字式控制方式，电子调速器工作更加精确，同时由于磁铁布置的改动，减少了机械摩擦和磨损，这使得这种电机在使用过程中噪音更小，更加舒适。
四、无刷直流电机控制技术的应用无刷直流电机的应用在各种领域都非常广泛，比如电子通信、家用电器、工具、电动车、船舶等。
尤其在家电、塑料机械、数控机床、纺织机械、自动化设备等方面无刷直流电机的应用越来越广泛。
基于单片机的无刷直流电动机控制系统研究 的文献综述2000字左右
基于单片机的无刷直流电动机控制系统研究的文献综述2000字左右研究无刷直流电动机控制系统是电气工程领域的一个重要课题，它涉及到控制理论、电机原理、嵌入式系统等多个学科领域。
以下是一个关于基于单片机的无刷直流电动机控制系统研究的文献综述，大约2000字左右：________________________________________文献综述：基于单片机的无刷直流电动机控制系统研究1. 引言无刷直流电动机（BLDC）以其高效率、低噪音和长寿命等优点在工业和家用电器中得到了广泛应用。
而基于单片机的无刷直流电动机控制系统，作为一种先进的电机控制技术，具有成本低、响应快、可靠性高等特点，受到了研究者们的广泛关注。
2. 无刷直流电动机的工作原理无刷直流电动机是一种将电能转换为机械能的装置，其工作原理基于电磁感应和电流的相互作用。
通过在电动机中的定子和转子上安装恰当的磁铁，配合适当的控制电路，可以实现对电机转速和转矩的精确控制。
3. 基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计基于单片机的无刷直流电动机控制系统一般由三部分组成：传感器模块、控制算法和功率放大模块。
传感器模块用于获取电机的运行状态，包括转速、位置等信息；控制算法根据传感器获取的信息计算出适当的电机控制信号；功率放大模块将控制信号放大驱动电机。
4. 常用的控制算法常用的无刷直流电动机控制算法包括电枢电流控制、感应电动机模型控制、空间矢量调制控制等。
这些控制算法在实际应用中各有优缺点，研究者们通常根据具体的应用场景选择合适的算法。
5. 实验与应用基于单片机的无刷直流电动机控制系统已经在工业自动化、电动汽车、无人机等领域得到了广泛应用。
研究者们通过实验验证了该控制系统的稳定性、精度和可靠性，并不断改进和优化控制算法，以适应不同的应用需求。
6. 结论与展望基于单片机的无刷直流电动机控制系统是电机控制领域的一个重要研究方向，其在提高电机性能、降低能耗、推动电动化技术发展等方面具有重要意义。
无刷直流电动机控制方法的研究
无刷直流电动机控制方法的研究大家好呀！今天咱就来好好唠唠这无刷直流电动机控制方法这事儿。
咱都知道，这无刷直流电动机在好多领域那可是相当重要的角色呢，像工业自动化、机器人啥的，都少不了它的身影。
那怎么能更好地控制它，让它乖乖听话，按照咱的想法去工作，这里面可大有学问嘞。
一、无刷直流电动机的基本情况。
咱得先搞清楚这无刷直流电动机到底是个啥玩意儿。
它跟传统的有刷直流电动机不太一样哦，它没有那容易磨损的电刷，这样就减少了很多故障，寿命也更长啦。
它的工作原理呢，简单来说就是通过电子换向器来代替电刷进行电流的换向，让电机能够持续稳定地转动。
比如说，在电动自行车里，无刷直流电动机就能让咱骑着更顺畅，而且不容易出问题。
二、常见的控制方法。
1. 脉宽调制（PWM）控制法。
这可是个很常用的方法哟。
它的原理就是通过改变脉冲的宽度来调节电机的转速。
想象一下，就好像是给电机的“能量供应”打节拍一样，节拍快了，电机就转得快；节拍慢了，电机就转得慢。
在实际应用中，比如在一些智能家居的电动窗帘系统里，就可以用PWM控制法来精确地控制窗帘的开合速度，是不是挺酷的？2. 矢量控制法。
这个方法就稍微复杂一点啦，但效果那也是相当不错的。
它是把电机的电流分解成两个相互垂直的分量，一个是产生磁场的分量，一个是产生转矩的分量，然后分别进行控制。
就像是给电机的“力量”进行了精细的调配，让它的性能发挥到最佳。
在一些高精度的工业机器人关节驱动中，矢量控制法就能让机器人的动作更加精准、灵活。
3. 直接转矩控制法。
这种方法直接对电机的转矩进行控制，响应速度特别快。
打个比方，就像是给电机装了个“超级反应系统”，只要一有指令，它就能迅速做出反应。
在一些对速度和精度要求都很高的场合，比如数控机床的主轴驱动中，直接转矩控制法就能大显身手啦。
三、控制方法的选择和优化。
不同的应用场景，得选择合适的控制方法才行。
比如说，如果是对成本比较敏感，对精度要求不是特别高的场合，那PWM控制法可能就比较合适，它简单又实用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒ０１．Ｔｈｃ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ
ｏｆｔＩｌ嫩ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ
ｔｏｏ．
ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ
Ｆｉｎａｌｌｙ．ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ＯｆＡＤＲＣ Ｋｅｙ
ｃｏｎｔｍｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ＢＬＤＣＭ ｉｓ ｐｍｐｏｓｏｄ
２６－２９．
【８】夏长亮，李志强，王明超等．基于ＲＢＦ神经网络在线辨识的永磁无刷直流电机单神经元ＰＩＤ模型参考自适应控制明． 电＿丁技术学报，２００５。２０（１ １）：６５－６９． 【９】孙佃升，白连平．模糊自适应ＰＩＤ控制器在无刷直流电机控制系统中的应用【Ｊ】．电气传动，２００９，３９（１０）：６３－６６． 【ＪＯ】范冰洁，李玉忍，陈永橡．基于遗传算法的无刷直流电机控制参数优化田．计算机仿真，２００９，２研８）：１８８・１９１． 【ｌｊ】夏长亮．无刷直流电考Ｌ控制系统【Ｍ】．ｊ匕京：科学ｉ｝｛版社．２００９：５７—８９． 【１２】李世超，石秀华，孙希通等．改进模糊神经网络无刷直流电机控制系统设计【Ｊ】．计算机仿真，２００９，２６（１０）：１５３—１５６． 【１３】韩京清．自抗扰控制器及其应用【Ｊ】．控制与决策，１９９８，１３（１）：１９－２３． 【１４】Ｚ．Ｇａｏ，Ｓ．Ｈｕ，ａｎｄ
Ｔｕｎｉｎｇ［］］．ｉｎ
Ｐｒｏｃ．２００３ Ａｍｅｒｃｉａ Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｄｅｎｖｅｒ，Ｃｏｌｏｒａｄｏ ＵＳＡ，２００３。ＰＰ。４８４９－４９９６．
【１７】Ｗｕ
Ｄ，Ｚｈａｏ Ｔ，Ｃｈｃｎ Ｋ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆＡｃｔｉｖｅ Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ
３
无刷直流电机的人工智能控制
ＢＰ和ＲＢＦ神经网络控制 随着神经网络理论的发展以及无刷直流电动机非线性、多变量耦合的特性，神经网络已融入到无
３．１
刷直流电动机控制当中。ＢＰ算法（反向传播算法）是一种神经网络学习的数学模型，其引入了隐层饱 和度，改善了控制器的性能１６１。ＢＰ神经网络是一种全局逼近的神经网络，学习速度很慢，而ＲＢＦ（径 向基函数）神经网络则是一种局部逼近网络，学习速度相对ＢＰ网络快，可实现实时性要求较高的控制。 与ＢＰ神经网络相比，ＲＢＦ神经网络具有结构简单，收敛速度快、泛化能力强等优点。实验表明：基于 ＲＢＦ神经网络对无刷直流电动机控制达到了在线辨识、在线控制的目的，具有良好的静态和动态性能， 自适应性强、鲁棒性强ＩＭＪ。然而两种神经网络算法都没有能力解释自己的推理依据和过程，学习算法 还有待进一步提高。 ３．２自适应模糊控制 自适应模糊控制是在模糊控制器的基础上提出的。模糊控制不依赖被控对象精确的数学模型，可 根据操作者或专家的经验，实现对系统的控制，该控制系统根据控制对象的实际响应情况运用模糊推 理，自动实现对参数的最佳调整。仿真结果表明：相较于普通的ＰＩＤ控制，自适应模糊无刷直流电动 机控制系统的响应速度加快、超调量变小、调节精度更高，具有良好的动静态性能，较强的鲁棒性１９ｌ。 ３．３遗传算法控制 遗传算法是模拟达尔文的遗传选择和自然淘汰的生物进化过程的一种计算机模拟，模拟自然界遗 传机制和生物进化论的一种并行随机搜索最优化方法。其有效的引入了系统误差及控制量作为系统性 能指标，使用适应度比例算子、算术交义算子、非均匀变异算子进行运算，得到最优的ＰＩ、ＰＤ参数。 经仿真分析表明：应用遗传算法控制无刷直流电动机可以快速得到控制模型的最优参数，比传统方法 响应更快，调节精度更高１１０ｌ。 ３．４遗传算法、模糊控制和神经网络相结合控制 基于专家知识库的模糊逻辑控制系统推理能力强，但学习能力差：而神经网络控制系统推理能力 差，学习能力强：遗传算法按照模拟生物界进化建立的，可从优化角度对控制器参数进行在线或离线 优化．但运算空间和时间较大。因此。采用了多种智能方法结合的手段．实现优势互补。自适应遗传 算法优化的模糊神经网络控制系统集合了三个算法的优点，部件保证推理和学习功能的实现，还保证 了参数的优化，从而实现对无刷直流电动机转速的精确控制【Ｉ卜坦Ｊ。通过仿真和实践，表明：该方法响
Ｅ Ｊｉａｎｇ，Ａ Ｎｏｖｅｌ
Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｐｐｒｏａｃｈ Ｂａｓｅｄ Ｏｎ Ａｃｔｉｖｅ Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］，ＩＥＥＥ
ＣＤＣ ｃｏｎｆｅｒ豇＇ｌｃｅ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２００１，
【ｌ ５】Ｚｈｉｑｉａｎｇ
Ｇａｏ，Ａｃｔｉｖｅ
Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：Ａ Ｐａｒａｄｉｇｍ Ｓｈｉｆｔ Ｆｅｅｄｂａｃｋ
２０１０年祸建省机械工程学会学术年会论文集
‘机电技术》２０１０年增刊ｌ
无刷直流电动机控制方法的研究综述
蔡文质部松山叶大鹏
（福建农林大学机电工程学院。福建福州３５０００２） 摘要：简要介绍了无刷直流电动机（ＢＬＤＣＭ）控制系统的结构，综述了当前无刷直流电动机控制系统的常见控制方 法：ＰＩＤ控制、人工智能控制、ＦＩＤ与人工智能综合控制和自抗扰控制，并讨论了它们的优缺点．最后探讨了自抗扰控制 系统在无刷直流电动机控制中的应用前景． 关键词ｔ无刷直流电动机（ＢＬＤＣＭ）；ＰＩＤ：人工智能控制；自抗扰控制（ＡＤＲｃ） 中图分类号：ＴＭ３０１．２
ＴＰ２７３
文献标识码：Ａ
文章编号ｌ １６７２－－４８０１（２０１０）Ｚｌ—０５７一０４
Ｔｈｅ Ｒｅｖｉｅｗ
ｏｎ
Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ
Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ
Ｗｅｎｚｈｉ Ｃａｉ，Ｓｏｎｇｓｈａｎ Ｇｕｏ，Ｄａｐｃｎｇ Ｙｅ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｆｕｊｉａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：１１诧ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｂｒｕｓｈｌｃｓｓ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｃｏｎ扭ｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｃｕｒｒｅｎｔ
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｄｅｓｉｇｎ【Ｊｌ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
Ｏｆ２００６ Ａｍｅｒｉｃａｎ
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００６，ＰＰ．２３９９・２４０５．
Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ－Ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
【ｌ ６】Ｚ．Ｇａｎ．ＳｃａＩｉｎｇ ａｎｄ
ＷＯｒｄｓ：ＢＬＤＣＭ，ＰＩＤ，Ａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＡＤＲＣ
无刷直流电动机（ＢＬＤＣＭ）没有机械接触的换向器和电刷，因此，其运行寿命比普通电机长．且 具有机械摩擦小、调速性能好、控制方法灵活多变、效率高等优点，现已广泛应用于各个领域中。无 刷直流电机控制系统是典型的非线性、多变量耦合系统，传统的ＰＩＤ控制算法简单、易于实现．但不 易满足高精度伺服控制系统的控制要求。随着科学技术的发展，０年福建省机械丁程学会学术年会论文集
‘机电技术》２０１０年增刊Ｉ
应快、超调小、鲁棒性强，动态特性明显优于各种智能控制方法的独立控制。该种方法将在实践中获 得更广泛的应用。
４无刷直流电机的ＡＤＲＣ控制
传统的ＰＩＤ虽然在实际中大量应用，但不易满足高性能要求。且整定参数需要较强的经验知识。 而人工智能控制需要求出对象的精确数学模型且需要一系列复杂的推导。自抗扰控制器（ＡＤＲＣ）。则 是在经典ＰＩＤ控制基础上．结合现代控制理论的特点，在已知被控对象部分模型的基础上．便可实现
积分ＰＩＤ算法，参数自适应控制、遗传算法控制、模糊控制、神经网络等人工智能控制，自抗扰控制
等为基础的控制策略已被用于无刷直流电机的控制当中ＩＩ硎。
ｌ无刷直流电机控制系统结构
无刷直流电机控制系统通常采用电流环、速度环双闭环的控制策略。双闭环控制系统结构框图。 如图１所示．用给定速度值与实际速度值比较，经转速调节器调节，输出电流给定值，与检测到的电 流实际值比较．经过电流调节器，输出得到供给电机的控制电压．通过改变控制电压来实现对电机的 速度调节，控制电枢电流达到控制电机转矩的目的Ｉ引。
ｂｒｕｓｈｌｃｓｓ Ａｃｔｉｖｅ
ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｓｕｃｈ
ａｓ
ＰＩＤ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＰＩＤ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ
ａｎｄ
ａｒｃ
ＡＩ ｉｎｔｅｇｒ址ｅｄ
ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ
ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．
对系统精确快速控制。ＡＤＲＣ的核心是利用扩张状态观测器（ＥＳＯ），估计出系统的总扰动．厂（・）（包括
内部动态变化和外部干扰），并在控制器中减去总扰动，得到纯的控制信号，从而实现对被控对象的主
动抗扰，提高系统的控制效果渺。７ Ｊ。其结构如图２所示：
图２自抗扰控制器（ＡＤＲＣ）结构框图
基于ＡＤＲＣ的无刷直流电动机控制图，如图３所示。ＡＤＲＣ２与∑，组成系统内环，为电流子系统， ＡＤＲＣＩ与∑ｓ组成系统外环，为转速子系统。转速给定信号与转速反馈信号比较后，送入速度调节器 （ＡＤＲＣＩ），速度调节器的输出ｉ与电流反馈信号比较后，送入电流调节器（ＡＤＲｃ２）。输出占空比信号材
控制定子绕组的相电流。使逆变器输出的电流跟随给定电流变化【排悖ｌ。
幽３
无刷直沉电机自抗扰控制图
仿真结果表明：自抗扰控制器对无刷直流电动机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应 性和鲁棒性，控制器算法简单，解决了无刷直流电动机实时控制中具有不确定参数难以整定的问题， 具有良好的动态响应性能。
５结论
５２・５４．
【５】韩京滴．从ＰＩＤ技术到“自抗扰控制”技术【Ｊ】．控制技术・２００２，９（３）：１３・１８． 【６】徐建，胡业林．一种新的无刷直流电机控制系统的设计【Ｊ】．自动化技术与应用，２００９．
２８（２）；７０－７３． １７（３）：
【７】夏长亮，文德。范娟等．基于ＲＢＦ神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制【Ｊ】．电工技术学报，２００２，