Разработка математической модели привода на основе низкооборотистого бесколлекторного электродвигателя

Авторы: Прошутинский Д.А.
Опубликовано в выпуске: #5(46)/2020
DOI: 10.18698/2541-8009-2020-5-606
Раздел: Информатика, вычислительная техника и управление | Рубрика: Системный анализ, управление и обработка информации, статистика
Ключевые слова: верификация модели, математическое моделирование, низкооборотистый бесколлекторный двигатель, система управления, стабилизирующий подвес, стэдикам, трехфазный двигатель, MATLAB, Simulink
Опубликовано: 13.05.2020

В большинстве стабилизирующих подвесов и стедикамов используются низкооборотистые бесколлекторные двигатели, в англоязычной терминологии — gimbal motor. В рамках данной работы ставится задача определения неизвестных параметров подобного двигателя, получения его математической модели и модели привода на его основе, оснащенного магниторезистивным датчиком абсолютного положения. Полученная модель проанализирована в пакете MATLAB Simulink. Проведена верификация модели по данным, полученным с экспериментального стенда. Сравнение логарифмической амплитудно-частотной характеристики и реакции привода на единичное ступенчатое воздействие, полученных в пакете Simulink и на экспериментальном стенде, позволяет сделать вывод о минимальной ошибке модели и ее пригодности для дальнейшего использования: изменения с учетом нагрузки и синтеза корректирующих устройств.

Литература

[1] Shao J. Direct back EMF detection method for sensorless brushless DC (BLDC). Virginia Polytechnic Institute, 2003.

[2] Доманов В.И., Доманов А.В. Разработка и исследование систем электропривода с вентильными двигателями. Ульяновск, УлГТУ, 2015.

[3] Хрущев В.В. Электрические машины систем автоматики. Л., Энергоатомиздат, 1985.

[4] Семенов Б.Ю. Силовая электроника. М., Солон-Пресс, 2011.

[5] Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники, М., Энергия, 1972.

[6] Tashakori A., Ektesabi Moscow, Hosseinzadeh N. Modeling of BLDC motor with ideal BackEMF for automotive applications. Proc. World Cong. Engineering, 2011, vol. II, pp. 1504–1508.

[7] Purna Chandra Rao A., Obulesh Y.P., Sai Babu Ch. Mathematical modeling of BLDC motor with closed loop speed control using PID controller under various loading conditions. ARPN JEAS, 2012, vol. 7, no. 10, pp. 1321–1328.

[8] Tsai M.F., Quy T.P., Wu B.F., et al. Model construction and verification of a BLDC motor using MATLAB/SIMULINK and FPGA control. 6th IEEE Conf. Industrial Electronics and Applications, 2011, pp. 1791–1796. DOI: https://doi.org/10.1109/ICIEA.2011.5975884

[9] Шарапов В.М., Полищук Е.С., ред. Датчики. М., Техносфера, 2012.

[10] Анучин А.С. Системы управления электроприводов. М., Изд. дом МЭИ, 2015.