基于ARM的PMSM矢量控制系统硬件与软件设计

"这篇本科毕业论文探讨了基于ARM的PMSM（永磁同步电机）矢量控制系统的研发，由中南大学信息科学与工程学院的学生李延节撰写，指导教师为陈宁教授。论文涵盖了PMSM的基本原理、矢量控制理论、硬件设计和软件开发，以及实验结果分析。" 基于ARM的PMSM矢量控制系统的研究涉及多个关键知识点： 1. **永磁同步电机(PMSM)基础**：PMSM是一种高效的电机类型，其结构包含永久磁铁，能够提供较高的功率密度和效率。电机分为多种类型，每种类型在应用上有所不同。 2. **坐标变换原理**：在PMSM控制中， Clarke变换和Park变换是非常重要的工具，它们将三相交流电转换为两相直流等效值，便于进行磁场定向控制。 3. **矢量控制理论**：矢量控制通过模拟直流电机的控制方式，对交流电机进行实时控制，以实现高性能的动态响应和扭矩控制。它涉及电机的数学建模，包括转子位置和速度的估计。 4. **空间电压矢量调制技术**：这种调制方法用于生成电机所需的电压波形，以实现更精确的磁场控制，减少谐波失真并提高效率。 5. **霍尔传感器原理**：霍尔传感器用于检测电机的磁极位置，为控制系统提供实时的位置信息，对于无位置传感器的PMSM尤为重要。 6. **硬件设计**：论文详细介绍了基于STM32F103控制器的硬件设计，包括集成驱动模块（IPM）电路设计，其中涉及FSBB20CH60芯片的内部结构、自举电路、短路保护和故障输出电路，以及电压电流信号检测。 7. **软件设计**：使用ARMIAR软件开发环境进行软件系统设计，包括主程序和子程序的设计，实现电机控制算法的编程和执行。 8. **实验与分析**：论文通过MATLAB仿真和示波器实测验证了系统性能，分析了实验结果，证明了基于ARM的PMSM矢量控制系统的效果。 这篇论文深入研究了PMSM矢量控制的关键技术和实现细节，对于理解嵌入式微控制器在电机控制中的应用，尤其是基于ARM的系统设计，具有很高的参考价值。它展示了如何将先进的控制理论与实际硬件相结合，以优化电机的运行效率和性能。