基于串联弹性作动器的机器人踝关节设计与控制开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着全球能源危机和环境污染问题的日益严峻，发展节能环保的新能源汽车已成为全球汽车产业发展的重要趋势。

而永磁无刷直流电机（bldcm）凭借其高效率、高功率密度、低噪音、长寿命等优点，在新能源汽车领域得到了广泛应用。

本选题旨在研究车用永磁无刷直流电机驱动控制系统的设计，以提高电机驱动系统的性能，进而提升新能源汽车的动力性、经济性和舒适性。

2. 本选题国内外研究状况综述

永磁无刷直流电机驱动控制技术是近年来国内外研究的热点，其研究成果对新能源汽车、电动工具、机器人等领域的发展具有重要的推动作用。

1. 国内研究现状

国内在永磁无刷直流电机驱动控制技术领域起步较晚，但发展迅速，已取得了一定的研究成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本课题研究的主要内容如下：
1.永磁无刷直流电机及其驱动原理研究:深入研究永磁无刷直流电机的结构、工作原理和数学模型，分析其运行特性，为控制系统设计提供理论基础。

2.车用永磁无刷直流电机驱动控制系统硬件设计:设计基于高性能微处理器或数字信号处理器（dsp）的电机驱动控制系统硬件平台，包括功率变换电路设计、电流传感器和霍尔传感器电路设计以及保护电路设计。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真建模、实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.理论分析阶段:深入研究永磁无刷直流电机的结构、工作原理和数学模型，分析其电磁特性、机械特性和控制特性，为控制系统设计奠定理论基础。

对比分析各种电机控制策略，如矢量控制、直接转矩控制等，确定本课题采用的控制策略。

2.仿真建模阶段:利用matlab/simulink等仿真软件建立车用永磁无刷直流电机驱动控制系统的仿真模型，包括电机模型、逆变器模型、控制算法模型等。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于以下几个方面：
1.高效节能的控制策略:本研究将探索新的电机控制策略，例如基于模型预测控制（mpc）或滑模控制（smc）的控制算法，以提高电机驱动系统的效率和动态响应速度，降低能源消耗。

2.自适应控制算法:针对车用永磁无刷直流电机在不同工况下负载变化的特点，本研究将开发自适应控制算法，实时调整控制参数，以保证系统在不同工况下的稳定性和鲁棒性。

3.多目标优化设计:本研究将在电机驱动控制系统设计过程中，综合考虑效率、成本、可靠性等多方面因素，采用多目标优化算法对系统参数进行优化设计，以获得最佳的综合性能。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 孙亮, 黄伟, 陈凯, 等. 车用永磁无刷直流电机驱动系统研究现状及发展趋势[j]. 电机与控制学报, 2021, 25(04): 1-18.

[2] 付兴贺, 孙宜峰, 张洪宇, 等. 永磁无刷直流电机驱动控制技术研究现状及发展趋势[j]. 电工技术学报, 2022, 37(09): 2043-2057.

[3] 蔡卫星, 李勇, 刘会金. 基于stm32的电动汽车永磁无刷直流电机驱动系统设计[j]. 微特电机, 2022, 50(06): 103-107 112.