DSP实现的异步电机矢量控制与SVPWM技术研究

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"该资源是一篇来自西北工业大学的硕士学位论文,主题聚焦于基于DSP(数字信号处理器)的异步电机矢量控制系统的研发。作者韩晓亚在导师周继华的指导下,探讨了异步电机的双闭环矢量控制系统,主要利用了TMS320X2407芯片进行控制电路设计。" 在本文中,作者深入探讨了转子磁场定向矢量控制系统的数学模型,这是矢量控制的基础,它允许将交流电机的复杂动态行为简化为直流电机的等效模型,从而实现对电机速度、磁通和转矩的独立控制。设计了转速、磁通及转矩的闭环调节器,确保了系统的稳定性和响应速度。 SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation,空间电压矢量脉宽调制)是本文关注的另一关键点。通过研究SVPWM的工作原理和控制算法,作者比较了其两种控制方式,并指出SVPWM能够有效地减少逆变器输出电流的谐波,降低脉动转矩,提高电压利用率,从而改善电机运行效率和性能。 利用TMS320X2407 DSP的强大实时运算能力和内置的专用硬件模块,作者优化了SVPWM的实现算法,提升了生成高质量SVPWM波形的能力。这种优化对于提高系统性能和降低硬件成本至关重要。 针对转子磁链观测中的参数误差问题,论文提出了一种改进的电压模型和电流模型相结合的方法,以提高磁链观测器的运算精度和对电机参数变化的适应性,增强了系统的鲁棒性。 最后,作者构建了实验室原理样机并设计了实验系统,验证了所提出的控制系统方案的有效性和可行性,同时也指出了未来可能的改进方向,包括系统优化和性能提升。 关键词涉及到的核心技术包括交流电机控制、矢量控制技术、TMS320X2407 DSP芯片的应用、SVPWM技术,以及电机参数估计和系统设计。这些内容对于理解现代电力电子和电力传动领域的高级控制策略具有重要意义。
2011-05-03 上传
数字信号处理器的出现、精确的异步电机模型和各种先进的控制策略的提出促进了电机 控制的发展。本文主要研究了一种基于DSP的异步电机矢量控制系统。 矢量控制,也叫磁场定向控制,是一种先进的控制策略,基本思想是:将异步电机的模型 通过坐标变换,使之成为直流电机模型,将定子电流分解为按转子磁场定向的两个直流分量, 分别进行独立控制,达到直流电机的控制效果。 本文研究的是以TMS320F2812-DSP为控制核心的电压源型矢量控制变频调速系统。本文 分析了矢量控制和电压空间矢量脉宽调制原理与实现方法。论文中分析了异步电机在三相静 止坐标系、两相静止与旋转坐标系下的电机基本数学模型和控制基本方程,在进行相应的坐 标变换以后,得到了基于转子磁定向的同步旋转坐标系下的控制方程式:分析了电压空间矢量 脉宽调制的基本原理、控制算法以及DSP的实现方法,最后得到异步电机的矢量控制系统图。 在系统图的基础上完成模块化的硬件实现。以TMS320F2812为控制核心,采用智能功率 模块IPM作为功率主回路,通过电流和转速检测电路构成闭环控制系统。用TMS320F2812汇 编语言编制了矢量控制系统程序。在该系统中利用高性能的电机控制专用芯片TMS320F2812 的强大运算能力和快速实时处理能力,使复杂的控制算法更加容易实现,实现异步电动机高 性能控制。该矢量控制系统的研究为今后开发更高性能的变频调速系统奠定了良好的基础。