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無(wú)E+E位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的舵機(jī)伺服系統(tǒng)的研究
舵機(jī)伺服系統(tǒng)作為飛行器控制系統(tǒng)的重要組成部分，飛行器的各種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)是靠舵機(jī)帶動(dòng)舵面偏轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。無(wú)刷直流電機(jī)由于功率密度高、出力大、控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，成為舵機(jī)伺服系統(tǒng)的*電機(jī)。然而舵機(jī)伺服系統(tǒng)特殊的應(yīng)用場(chǎng)合不僅嚴(yán)格限制了無(wú)刷直流電機(jī)E+E位置傳感器的安裝空間，同時(shí)惡劣的工作環(huán)境也對(duì)傳感器的可靠性提出了更高的要求，采用無(wú)E+E位置傳感器技術(shù)可以消除因傳感器的存在帶來(lái)的不便和干擾。

無(wú)E+E位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的舵機(jī)伺服系統(tǒng)的研究
永磁式無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由于構(gòu)造簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、體積小、免維護(hù)等機(jī)械優(yōu)點(diǎn),雖是交流電動(dòng)機(jī)卻擁有與直流電動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)男阅?。一般在工業(yè)運(yùn)用上控制電機(jī)轉(zhuǎn)速常需要在轉(zhuǎn)子軸上加裝E+E位置傳感器,用來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)位置信號(hào)回傳到控制器,以達(dá)到速度控制的效果。但考慮到電機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合、體積縮小與節(jié)約成本等諸多問(wèn)題,若能夠不使用E+E位置傳感器來(lái)達(dá)到相同的驅(qū)動(dòng)目的,會(huì)更加符合經(jīng)濟(jì)效益,因此有無(wú)E+E位置傳感器控制方法的提出。 在建立無(wú)刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理和控制特點(diǎn),提出了一種新的反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零檢測(cè)技術(shù)。該方法避免了開(kāi)關(guān)高頻調(diào)制產(chǎn)生的干擾,不需要構(gòu)造電機(jī)中性點(diǎn),不需要濾波,有效的解決了傳統(tǒng)的反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)方法存在的問(wèn)題。同時(shí)針對(duì)無(wú)E+E位置傳感器控制中電機(jī)起動(dòng)困難這個(gè)問(wèn)題,給出了兩種起動(dòng)方式,改進(jìn)的預(yù)定位起動(dòng)方式及過(guò)零信號(hào)輔助起動(dòng)方式。根據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)改進(jìn)的預(yù)定位起動(dòng)方式在起動(dòng)過(guò)程中起動(dòng)方向一定,沒(méi)有反轉(zhuǎn)現(xiàn)象,起動(dòng)速度波動(dòng)小,是一種較為有效的起動(dòng)方法。因此，對(duì)無(wú)E+E位置傳感器技術(shù)在舵機(jī)伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究具有重要的實(shí)際意義。首先介紹了舵機(jī)伺服系統(tǒng)和無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、工作原理以及數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上提出了無(wú)刷直流電機(jī)舵機(jī)伺服系統(tǒng)的無(wú)E+E位置傳感器控制方案，并借助Matlab軟件搭建了無(wú)刷直流電機(jī)舵機(jī)伺服系統(tǒng)位置和電流的雙閉環(huán)仿真模型，仿真分析并比較了基于短時(shí)脈沖注入法和三段式起動(dòng)法的無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器舵機(jī)伺服系統(tǒng)的響應(yīng)特性，為舵機(jī)伺服系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。 在此基礎(chǔ)上，搭建了基于TMS320LF2812的無(wú)刷直流電機(jī)舵機(jī)伺服系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，并對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)伺服系統(tǒng)的數(shù)字化控制。

無(wú)E+E位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的舵機(jī)伺服系統(tǒng)的研究
對(duì)短時(shí)脈沖注入初始位置檢測(cè)法以及反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零檢測(cè)法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；并對(duì)施加階躍信號(hào)和正弦信號(hào)激勵(lì)的無(wú)E+E位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)舵機(jī)伺服系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能和帶寬響應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，將其與舵機(jī)伺服系統(tǒng)在有E+E位置傳感器控制下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，研究表明所提出的無(wú)E+E位置傳感器控制方案能有效的實(shí)現(xiàn)舵面位置的高性能跟蹤。