Details

Настоящая работа посвящена исследованию системы позиционного управления BLDC-двигателем. Основное внимание уделено моделированию системы, разработке структуры управления на основе векторного управления полем (FOC), а также исследованию влияния различных регуляторов на характеристики системы. Цель работы заключается в повышении качества позиционного управления и создании основы для применения разработанной системы в задачах слежения за целью. В ходе работы были построены электрическая и механическая модели BLDC-двигателя, разработана функциональная структура системы и реализована система позиционного управления на основе FOC. Для системы управления были разработаны два варианта регуляторов — ПИД-регулятор и нечеткий регулятор, а также проведён анализ динамических характеристик системы при различных стратегиях управления. На основе моделирования выполнено сравнение характеристик двух регуляторов по таким показателям, как быстродействие, перерегулирование и установившаяся ошибка. Результаты показали, что оба метода управления обеспечивают позиционное управление BLDC-двигателем, однако отличаются по динамическим характеристикам и качеству управления. Моделирование и исследование системы проводились в среде Matlab/Simulink. Также была выполнена проверка характеристик системы в задаче слежения за целью. Полученные результаты могут быть использованы при дальнейшей разработке и практическом применении систем позиционного управления BLDC-двигателем в составе реальных следящих платформ.

This thesis is devoted to the study of a BLDC motor position control system. The work focuses on system modeling, the design of a control structure based on field-oriented control (FOC), and the analysis of the influence of different controllers on system performance. The objective of the study is to improve the quality of position control and to provide a basis for applying the developed system to target tracking tasks. In this work, electrical and mechanical models of the BLDC motor were established, the functional structure of the system was developed, and an FOC-based position control system was implemented. Two control approaches, namely a PID controller and a fuzzy controller, were designed and applied to the system. The dynamic characteristics of the system under different control strategies were then analyzed. A comparative study of the two controllers was carried out on the basis of simulation results, using such performance indicators as response speed, overshoot, and steady-state error. The results show that both control methods are capable of providing position control for the BLDC motor, although they differ in terms of dynamic performance and overall control quality. Modeling and simulation were performed in the Matlab/Simulink environment. In addition, the performance of the developed system was evaluated in a target tracking task. The obtained results can serve as a reference for the further development and practical implementation of BLDC motor position control systems in real tracking platforms.

• ВВЕДЕНИЕ
• 1.СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ BLDC-ДВИ
  • 1.1 Общая структура системы позиционного управлени
  • 1.2 Принцип работы BLDC-двигателя
    • 1.2.1 Конструкция BLDC-двигателя
    • 1.2.2 Принцип работы электронного коммутатора
  • 1.3 Электрическая модель двигателя
  • 1.4 Механическая модель двигателя
  • 1.5 Выводы
• 2.РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ BLDC-ДВИГ
  • 2.1 Принцип взаимодействия FOC и SVPWM в системе
  • 2.2 Состояния ключей трёхфазного двухуровневого ин
  • 2.3 Пространственные векторы напряжения и их распр
  • 2.4 Разбиение на секторы и синтез опорного вектора
  • 3.СИНТЕЗ PID И НЕЧЕТКОГО РЕГУЛЯТОРОВ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ
  • 3.1 Синтез PID-регулятора
  • 3.2 Синтез нечёткого регулятора
    • 3.2.1 Принцип построения нечёткого регулятора
    • 3.2.2 Выбор входных и выходных переменных нечётког
    • 3.2.3 Фаззификация входных и выходной переменных и
    • 3.2.4 Формирование базы правил нечёткого управлени
    • 3.2.5 Нечёткий вывод и дефаззификация
    • 3.2.6 Анализ результатов работы нечёткого регулято
  • 3.3 Сравнительный анализ характеристик системы
  • 3.4 Выводы
• 4.ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ В ЗАДАЧЕ СЛЕЖЕНИЯ
  • 4.1 Постановка задачи и цель исследования
  • 4.2 Модель движения цели и условия моделирования
  • 4.3 Результаты слежения и анализ характеристик сис
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• Приложение A Параметры двигателя типа 2805
• Приложение B Равноамплитудное преобразование Кларк
• Приложение C Реализация алгоритма SVPWM в MATLAB
• Приложение D Параметры нечеткого регулятора положе