[发明专利]无刷直流电机定频积分控制器及其构造方法

权利要求书

1.一种无刷直流电机定频积分控制器，其特征在于：包括速度给定单元(1)、无刷直流电机调速系统(2)和对无刷直流电机的实际速度进行检测的速度测定单元(5)，所述速度给定单元(1)和无刷直流电机调速系统(2)之间连接有闭环控制器(3)和与闭环控制器(3)串接的定频积分控制单元(4)，所述闭环控制器(3)与速度给定单元(1)和速度测定单元(5)连接并用于根据给定速度和无刷直流电机的实际速度对定频积分控制单元(4)进行控制，所述定频积分控制单元(4)与无刷直流电机调速系统(2)连接并用于对无刷直流电机调速系统(2)进行定频积分控制。

2.按照权利要求1所述的无刷直流电机定频积分控制器，其特征在于：所述定频积分控制单元(4)包括比较器(4-1)、与比较器(4-1)输出端连接的触发器(4-2)、一个输入端与触发器(4-2)输出端连接的控制信号输出单元(4-4)和复位输入端与控制信号输出单元(4-4)输出端连接的可复位积分器(4-3)，所述比较器(4-1)的一个输入端与可复位积分器(4-3)的输出端连接，所述比较器(4-1)的另一个输入端与闭环控制器(3)的输出端连接，所述可复位积分器(4-3)的积分电压输入端接有积分电压给定单元(4-5)，所述控制信号输出单元(4-4)的另一个输入端连接有定时时钟单元(4-6)，所述控制信号输出单元(4-4)的输出端与无刷直流电机调速系统(2)连接。

3.按照权利要求1或2所述的无刷直流电机定频积分控制器，其特征在于：所述无刷直流电机调速系统(2)包括直流电源(2-1)、与直流电源(2-1)连接的逆变桥(2-2)、与逆变桥(2-2)连接的无刷直流电机(2-3)、与无刷直流电机(2-3)连接的负载(2-4)、以及用于根据定频积分控制单元(4)所输出的占空比为D的控制信号和安装在无刷直流电机(2-3)上的霍尔位置传感器(2-31)所输出的信号HA、HB、HC对逆变桥(2-2)进行驱动的驱动器(2-5)，所述驱动器(2-5)的输入端与定频积分控制单元(4)和霍尔位置传感器(2-31)相接，所述驱动器(2-5)的输出端与逆变桥(2-2)相接。

4.按照权利要求3所述的无刷直流电机定频积分控制器，其特征在于：所述闭环控制器(3)为速度控制器。

5.一种无刷直流电机定频积分控制器的构造方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、构造无刷直流电机调速系统(2)；

步骤二、作整个无刷直流电机调速系统(2)的等效：输入变量为输入给所述驱动器(2-5)的占空比为D的控制信号，输出变量为所述无刷直流电机(2-3)的实际转速n；

步骤三、构造定频积分控制单元(4)；

步骤四、构造闭环控制器(3)；

步骤五、将定频积分控制单元(4)和闭环控制器(3)串接；

步骤六、将速度给定单元(1)输出的速度给定信号n_g加到闭环控制器(3)的一个输入端；

步骤七、速度测定单元(5)对无刷直流电机的实际速度进行检测并将检测到的实际速度n加到闭环控制器(3)的另一个输入端；

步骤八、闭环控制器(3)采集速度给定信号n_g和实际速度n，经过分析处理后加到比较器(4-1)的一个输入端；

步骤九、通过定频积分控制单元(4)获得占空比为D的控制信号并输出给无刷直流电机调速系统(2)；

步骤十、无刷直流电机调速系统(2)接收定频积分控制单元(4)所输出的占空比为D的控制信号并对无刷直流电机的转速进行控制。

6.按照权利要求5所述的无刷直流电机定频积分控制器的构造方法，其特征在于：步骤九中通过所述定频积分控制单元(4)获得占空比为D的控制信号的过程如下：

901、定时时钟单元(4-6)的时钟信号周期开始时，控制信号输出单元(4-4)接收定时时钟单元(4-6)所输出的时钟脉冲信号并输出高电平给可复位积分器(4-3)；

902、已复位的可复位积分器(4-3)开始对积分电压给定单元(4-5)给定的积分电压进行积分；

903、当积分至比较器(4-1)的两个输入端相等时，比较器(4-1)的输出状态发生变化，比较器(4-1)变化后的输出状态使得触发器(4-2)的输出状态变化，控制信号输出单元(4-4)接收触发器(4-2)所输出的变化后的输出状态并输出低电平给可复位积分器(4-3)，可复位积分器(4-3)复位；

904、当定时时钟单元(4-6)的下一个时钟信号周期开始时，重复步骤901～903。