张从鹏，邢庆辉

(北方工业大学，北京 100144)



基于ARM Cortex-M4的永磁无刷直流调速系统设计

张从鹏，邢庆辉

(北方工业大学，北京 100144)

介绍了一种以ARM Cortex-M4芯片作为数字信号控制器，智能功率模块(IPM)为驱动电路的永磁无刷直流电机的调速系统。详细阐述了该调速系统的软硬件设计，并对调速系统搭建实验平台进行了对无刷直流电动机的调速控制测试。系统测试实验结果表明：该系统性能运行稳定、可靠，速度误差不超过1%，能满足基本的工业应用。

永磁无刷直流电动机；STM32F407；智能功率模块；功率驱动

0 引 言

随着微电子、电力电子技术的发展，对现代控制理论和对永磁材料研究的深入，具有体积小、结构简单、调速性能好、效率高等诸多优点的永磁无刷直流电动机在工业上的运用越来越广泛。

目前，数字化智能控制直流调速的出现，使得直流调速的性能得到很大提升，并很快成为直流调速的主导。然而国内对数字化直流调速系统的研究相对较迟，形式单一，并且在很大程度上仍依赖于国外产品。基于这种情况，本文提出了一种基于ARM Cortex-M4处理器STM32F407的永磁无刷直流电动机的调速控制系统，研究调速系统的硬件实现电路和软件控制算法，开发满足工业现场应用的永磁无刷直流电动机调速控制系统，具有一定的应用价值与现实意义。

1 系统整体结构

1.1 永磁无刷直流电动机调速系统的组成

图1为永磁无刷直流电动机的系统结构图。该系统是一个典型的三环控制系统，包括电流环、速度环和位置环。……