论文题目: 基于DSP的异步电机SVPWM矢量控制系统的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 控制理论与控制工程
作者: 刘卫俊
导师: 陈国定
关键词: 异步电动机,矢量控制,模糊控制,数字信号处理
文献来源: 浙江工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 近20年来,随着新一代电力电子器件和微处理器的推出,以及精确的电机模型和各种先进的控制策略的提出,极大的促进了电机控制的发展,使得精度高、调速范围宽、控制性能好的电机控制器的实现成为可能。 本文应用矢量控制的原理,以TI公司数字信号处理器(DSP)TMS320F240为系统的控制核心,MITSUBISHI公司的PM15RSH120智能功率模块(IPM)为逆变器开关器件,运用空间电压矢量脉宽调(SVPWM—Space Vector Pulse Width Modulation)技术,设计了数字化脉宽调制(PWM)调速系统,构建了一个基于DSP的异步电动机矢量控制系统平台。 论文在异步电动机数学模型的基础上,介绍了矢量控制理论及其解耦性质。将异步电动机三相静止坐标系下的各变量变换到两相旋转坐标系下,再利用转子磁场定向技术,使得定子绕组电流磁场分量和转矩分量得到解耦,从而,异步电机的调速性能大大提高。本文结合电流模型法给出了矢量控制系统结构框图,为构建SVPWM矢量控制系统平台提供了理论依据。 根据电压空间矢量脉宽调制工作原理,本文提出了一种SVPWM的软件实现方法,通过仿真研究表明,与SPWM相比,SVPWM具有电压利用率高,易于实现以及开关损耗小等优点。 本文设计的矢量控制系统的电流控制器采用PI控制,考虑到被控对象的特点以及系统快速响应的要求,速度控制器采用模糊控制,并
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 交流调速相关技术的发展现状
1.1.1 电力电子技术的发展
1.1.2 微处理器与数字控制技术
1.1.3 功率环节PWM技术的发展
1.1.4 交流电机的控制策略
1.2 矢量控制系统常用的方案及其比较
1.2.1 矢量控制系统常用的方案
1.2.2 控制方案的比较
1.3 论文研究的主要内容和结构安排
1.3.1 论文的主要内容
1.3.2 论文的结构安排
第二章 异步电动机的矢量控制策略
2.1 矢量控制原理
2.2 异步电动机的数学模型和坐标变换
2.2.1 异步电动机在两相静止坐标系(α-β)下的模型
2.2.2 两相以同步速ω_1旋转，按转子磁场定向的(d-q)坐标系下的数学模型
2.3 矢量控制基本方程及其解耦性质
2.4 矢量控制方式
2.5 电压空间矢量脉宽调制技术
2.5.1 SVPWM的工作原理
2.5.2 电压空间矢量PWM的实现
2.5.3 SVPWM算法仿真研究
2.6 SVPWM下的电机转速控制
2.7 本章小结
第三章 矢量控制系统控制器设计
3.1 电流控制器的设计
3.2 速度PID闭环控制
3.2.1 PID控制器设计
3.2.2 PID控制器的改进
3.3 速度模糊控制
3.3.1 速度模糊控制器的设计
3.3.2 自调整参数因子的确定
3.3.3 仿真研究
3.4 本章小结
第四章 矢量控制系统硬件电路设计
4.1 系统总体结构
4.2 采用TMS320F240构成的DSP最小系统
4.3 系统主回路设计
4.3.1 整流电路
4.3.2 直流回路滤波电路
4.3.3 逆变电路
4.4 系统保护电路设计
4.4.1 过压、欠压和电机限流启动保护
4.4.2 过流保护电路
4.4.3 IPM自保护信号处理
4.5 系统检测电路设计
4.5.1 电流检测电路设计
4.5.2 转速检测电路设计
4.6 其他外围电路设计
4.7 本章小结
第五章 矢量控制系统软件设计
5.1 DSP定点数计算和精度选取
5.2 电动机的标么值模型
5.3 系统主程序设计
5.4 串行中断服务程序
5.5 PWM中断服务程序
5.5.1 电流采样模块
5.5.2 电机转速计算模块
5.5.3 电流模型模块
5.5.4 SVPWM模块设计
5.6 故障中断服务程序
5.7 中断的实现
5.8 系统软件抗干扰设计
5.9 实验结果
5.10 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文主要工作
6.2 研究展望
参考文献
附录
致谢
作者在攻读硕士学位期间发表的论文
发布时间: 2005-08-08
参考文献
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