本實用新型涉及電機技術領域，具體為負載轉(zhuǎn)矩前饋的三相直流無刷電機控制裝置。

背景技術：

目前，三相直流無刷電機是隨著電力電子器件及新型材料發(fā)展而迅速成熟起來的一種機電一體化電機，他既具有交流電機的結(jié)構(gòu)簡單，維護方便等優(yōu)點，又具備直流電機那樣良好的調(diào)速特性而無由于機械式換向器帶來的問題，還具備運行狀態(tài)穩(wěn)定、效率高、相對成本低等優(yōu)點，因此被廣泛應用于各種調(diào)速驅(qū)動場合。直流無刷電動機具有良好的起動、制動性能，宜于在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速和快速正方向的電力拖動領域中得到了廣泛的應用。

眾所周知，反饋控制是按被控量的偏差進行控制的。其控制原理是：將被控量的偏差信號反饋到控制器，由控制器去修正被控量，以減少偏差量。因此，反饋控制能產(chǎn)生作用的前提條件是被控量必須偏離設定值。應當注意，在反饋系統(tǒng)把被控量調(diào)回到設定值之前，系統(tǒng)一直受到擾動的狀態(tài)。而前饋控制是按擾動量的變化進行控制的。其控制原理是：當系統(tǒng)出現(xiàn)擾動時，立即將其測量出來，通過前饋控制器，根據(jù)擾動量的大小來改變控制量，以抵消或減少擾動對被控量的影響。由于被控量的偏差并不反饋到控制器，而是將系統(tǒng)的擾動信號前饋到控制器，所以這種控制方式稱為前饋控制系統(tǒng)。

在實際的過程控制系統(tǒng)中，被控對象的控制通道和干擾通道的傳遞函數(shù)往往是不同的。因此采用靜態(tài)前饋控制方案，就不能很好地補償動態(tài)誤差，尤其是在對動態(tài)誤差控制精度要求很高的場合，必須考慮采用動態(tài)前饋控制方式。動態(tài)前饋控制的設計思想是，通過選擇適合的前饋控制器，使干擾信號經(jīng)過前饋控制器至被控量通道的動態(tài)特性完全復制對象干擾通道的動態(tài)特性，并使它們的符號相反，從而實現(xiàn)對干擾信號進行完全補償?shù)哪繕?。這種控制方案不僅保證了系統(tǒng)的靜態(tài)偏差等于零或接近于零，又可以保證系統(tǒng)的動態(tài)偏差等于零或接近于零。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供負載轉(zhuǎn)矩前饋的三相直流無刷電機控制裝置，以解決上述背景技術中提出的問題，所具有的有益效果是：該裝置結(jié)構(gòu)新穎，控制方便，工作效率高，運算速度快，安全可靠。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案：負載轉(zhuǎn)矩前饋的三相直流無刷電機控制裝置，包括電機本體、機電隔離板、電機控制電板、DSP數(shù)字芯片、速度捕捉模塊、位置傳感器和上位機指令輸入模塊，所述電機本體內(nèi)部安裝有機電隔離板，所述機電隔離板與電機控制電板之間通過導線電性連接，所述電機控制電板的中間位置上安裝有DSP數(shù)字芯片，所述DSP數(shù)字芯片的兩側(cè)對稱安裝有過電流保護模塊和過溫保護模塊，所述過電流保護模塊的輸出端和過溫保護模塊的輸出端皆與DSP數(shù)字芯片的輸入端電性連接，所述電機控制電板的下方位置上安裝有電源，所述速度捕捉模塊的輸出端和位置傳感器的輸出端皆與數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊的輸入端之間電性連接，所述數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊的輸出端與數(shù)據(jù)分析模塊的輸入端之間電性連接，所述數(shù)據(jù)分析模塊的輸出端與DSP數(shù)字芯片的輸入端之間電性連接，所述上位機指令輸入模塊的輸出端和傳感模塊的輸出端皆與DSP數(shù)字芯片的輸入端之間通過信號傳輸模塊電性連接，所述DSP數(shù)字芯片的輸出端與電流調(diào)節(jié)模塊的輸入端之間電性連接，所述電流調(diào)節(jié)模塊的輸出端與電流檢測模塊的輸入端之間電性連接。

優(yōu)選的，所述電機本體上安裝有散熱外殼。

優(yōu)選的，所述DSP數(shù)字芯片的輸入端與電源的輸出端之間電性連接。

優(yōu)選的，所述DSP數(shù)字芯片的輸出端與驅(qū)動模塊的輸入端之間電性連接。

優(yōu)選的，所述電流檢測模塊的輸出端與DSP數(shù)字芯片的輸入端之間電性連接。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：該設備速度捕捉模塊、位置傳感器與數(shù)據(jù)分析模塊的配合使用，以及電流調(diào)節(jié)模塊和電流檢測模塊的配合安裝，使該裝置在突然加載時，速度跌幅小，然后能快速恢復到給定速度；卸載時，速度有稍微超調(diào)，然后也能在短時間內(nèi)快速恢復到給定速度，不僅如此，該裝置的核心處理器采用高速的DSP數(shù)字芯片，它繼承了微控制器的特點，無論在運算速度和數(shù)據(jù)的處理能力上都可以滿足運動控制的高實時性要求，為完成復雜的實時運動控制算法提供了可靠的平臺，該裝置過電流保護模塊和過溫保護模塊的安裝，保證了該裝置的正常運行，增加了該裝置工作的安全性和可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型電機控制電板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型控制系統(tǒng)圖；

圖4為本實用新型控制電路圖。

圖中：1-電機本體；2-機電隔離板；3-電機控制電板；4-散熱外殼；5-導線；6-過電流保護模塊；7-DSP數(shù)字芯片；8-電源；9-過溫保護模塊；10-速度捕捉模塊；11-位置傳感器；12-數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊；13-數(shù)據(jù)分析模塊；14-上位機指令輸入模塊；15-信號傳輸模塊；16-傳感模塊；17-電流檢測模塊；18-電流調(diào)節(jié)模塊；19-驅(qū)動模塊。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1-4，本實用新型提供的一種實施例：負載轉(zhuǎn)矩前饋的三相直流無刷電機控制裝置，包括電機本體1、機電隔離板2、電機控制電板3、DSP數(shù)字芯片7、速度捕捉模塊10、位置傳感器11和上位機指令輸入模塊14，電機本體1內(nèi)部安裝有機電隔離板2，機電隔離板2與電機控制電板3之間通過導線5電性連接，電機控制電板3的中間位置上安裝有DSP數(shù)字芯片7，DSP數(shù)字芯片7的兩側(cè)對稱安裝有過電流保護模塊6和過溫保護模塊9，過電流保護模塊6的輸出端和過溫保護模塊9的輸出端皆與DSP數(shù)字芯片7的輸入端電性連接，電機控制電板3的下方位置上安裝有電源8，速度捕捉模塊10的輸出端和位置傳感器11的輸出端皆與數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊12的輸入端之間電性連接，數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊12的輸出端與數(shù)據(jù)分析模塊13的輸入端之間電性連接，數(shù)據(jù)分析模塊13的輸出端與DSP數(shù)字芯片7的輸入端之間電性連接，上位機指令輸入模塊14的輸出端和傳感模塊16的輸出端皆與DSP數(shù)字芯片7的輸入端之間通過信號傳輸模塊15電性連接，DSP數(shù)字芯片7的輸出端與電流調(diào)節(jié)模塊18的輸入端之間電性連接，電流調(diào)節(jié)模塊18的輸出端與電流檢測模塊17的輸入端之間電性連接，電機本體1上安裝有散熱外殼4，DSP數(shù)字芯片7的輸入端與電源8的輸出端之間電性連接，DSP數(shù)字芯片7的輸出端與驅(qū)動模塊19的輸入端之間電性連接，電流檢測模塊17的輸出端與DSP數(shù)字芯片7的輸入端之間電性連接。

工作原理：使用時，上位機指令輸入模塊14和傳感模塊16通過信號傳輸模塊15像DSP數(shù)字芯片7傳輸指令，速度捕捉模塊10和位置傳感器1提供將位置信息和速度信息進行，數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊12對信息進行優(yōu)化處理，得到初速度和當時的速度，數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊12算出偏差，并通過速度調(diào)節(jié)產(chǎn)生電流參考量，并通過電流調(diào)節(jié)模塊18進行調(diào)節(jié)，電流檢測模塊17實時檢測反饋回來的電流信息，并再次加以調(diào)節(jié)直到調(diào)節(jié)合格，電流參考量與電流反饋的偏差經(jīng)電流調(diào)節(jié)塊18調(diào)節(jié)后形成PWM占空比的控制量，從而實現(xiàn)電動機的速度控制，在此過程中，過電流保護模塊6和過溫保護模塊9實時對該裝置進行保護，保證該裝置的正常運行。

對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。