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永磁同步電機

  • 基于DSP的永磁同步電機伺服系統(tǒng)的研究.rar

    伺服系統(tǒng)是一種輸出能夠快速而精確地響應(yīng)外部的輸入指令信號的控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)在工業(yè)控制和家用電氣、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對伺服設(shè)備的性能也提出了越來越高的要求。因此,研制高性能、高可靠性的交流伺服系統(tǒng)有著十分重要的現(xiàn)實意義。 在伺服領(lǐng)域,永磁同步電機在結(jié)構(gòu)特點和運行方式上具有比其它類型的傳統(tǒng)伺服電機更為優(yōu)秀的運行性能和更廣泛的適用范圍,被越來越多的應(yīng)用到交流伺服系統(tǒng)。以數(shù)字信號處理技術(shù)為基礎(chǔ)、以永磁同步電機為執(zhí)行電機,采用高性能控制策略的全數(shù)字化永磁同步交流伺服控制系統(tǒng)必將成為伺服控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。 本論文在研究永磁同步電動機運行原理的基礎(chǔ)上,詳細討論了磁場定向矢量控制理論,確定了id=0的控制策略和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的電壓調(diào)制方法。本文采用TI公司生產(chǎn)的專門用于電機控制的數(shù)字信號控制芯片DSP(TMS320LF2407A)作為控制系統(tǒng)核心處理芯片,設(shè)計了一套基于DSP的全數(shù)字永磁同步電動機伺服控制系統(tǒng)。論文詳細論述了控制電路各部分及外圍輔助電路的設(shè)計和調(diào)試,包括功率驅(qū)動電路,供電電路與電源電路以及傳感器電路等等。軟件開發(fā)均在TI的CCStudl02.2集成開發(fā)環(huán)境下完成,軟件采用匯編語言編寫,完成了主程序模塊和子程序模塊設(shè)計,實現(xiàn)了電流A/D采樣、模型切換、轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)等功能,實現(xiàn)了位置、速度和電流雙閉環(huán)矢量控制,同時給出了主程序和各個子程序模塊的流程圖。 實驗結(jié)果表明,基于DSP實現(xiàn)的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、速度超調(diào)小、轉(zhuǎn)矩脈動小等特點,具有良好的動靜態(tài)特性以及較高的精度。基本達到了課題預(yù)期的效果,從而證明了系統(tǒng)設(shè)計的可行性。

    標簽: DSP 永磁同步電機 伺服系統(tǒng)

    上傳時間: 2013-05-18

    上傳用戶:bpbao2016

  • 電動汽車永磁同步電動機及其控制器研究.rar

    20世紀90年代以來,為了緩解能源和環(huán)境對人類生活和社會發(fā)展的壓力,世界各國都投入了大量資金開發(fā)電動汽車。在日本、美國、法國等汽車強國已經(jīng)開發(fā)出一些商品化的電動汽車。我國在“十五”期間,國家電動汽車重大科技專項確立以燃料電池汽車、混合電動汽車、純電動汽車以及相關(guān)的多能源動力總成控制、驅(qū)動電機、動力蓄電池及燃料電池等關(guān)鍵零部件研發(fā)。 與其它驅(qū)動電機相比,永磁同步電動機具有高效率、高功率密度和良好的控制特性,受到人們的普遍關(guān)注,越來越多地應(yīng)用于電動汽車的驅(qū)動裝置中。本文課題以印度REVA公司小型純電動汽車驅(qū)動用永磁同步電動機及其控制器為研究對象,對永磁同步電動機本體及控制器硬件進行了比較深入的研究,設(shè)計并制作了永磁同步電動機試驗樣機以及基于TMS320LF2407A DSP的永磁同步電動機控制器,在此基礎(chǔ)上展開了初步試驗研究。 本文首先比較了當前常用電動汽車驅(qū)動電機的特點,并綜述了電力電子和計算機控制技術(shù)在汽車驅(qū)動中的應(yīng)用;然后分析永磁同步電機氣隙磁場對電機性能的影響,針對電動汽車驅(qū)動電機的特點,提出了T形轉(zhuǎn)子永磁同步電動機,不僅使永磁同步電動機的氣隙磁場接近正弦同時解決了高速運行時磁鋼的固定問題;同時,制作了基于TMS320LF2407A DSP和IPM模塊的永磁同步電動機矢量控制器,并對控制器進行了驅(qū)動無刷直流電動機的負載實驗和永磁同步電機的空載實驗;最后,分析永磁同步電機矢量控制的數(shù)學模型,并建立了永磁同步電機的SVPWM驅(qū)動的仿真模型,進行了id=0的矢量控制系統(tǒng)仿真,研究了永磁同步電機參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的影響。

    標簽: 電動汽車 永磁同步電動機 控制器

    上傳時間: 2013-07-23

    上傳用戶:cooran

  • 基于卡爾曼濾波算法的永磁同步電機無速度傳感器控制研究.rar

    永磁同步電機是同步電機的一個重要類型,其轉(zhuǎn)子一般采用稀土永磁材料做激磁磁極,與傳統(tǒng)同步電機相比,體積和重量大為減小,而且結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,維護更方便。現(xiàn)代電氣傳動控制的發(fā)展趨勢之一是開發(fā)新的交流調(diào)速與伺服系統(tǒng)。無論在矢量控制還是標量控制中,轉(zhuǎn)速與位置的閉環(huán)控制都需要在電機軸上安裝一個速度傳感器,但是由于速度傳感器的引進不僅增加了成本,降低了系統(tǒng)可靠性,還存在安裝問題,效果并不十分理想。因此高性能無速度傳感器控制成為近年來電機研究的熱點。 本文在系統(tǒng)介紹卡爾曼濾波器的基礎(chǔ)上,將其引入到永磁同步電機無速度傳感器狀態(tài)觀測中。由于永磁同步電機是一個強耦合的多階非線性系統(tǒng),本文采用了工程實際中普遍采用的泰勒展開式截斷的方法,對電機方程線性化處理,將卡爾曼濾波算法推廣至非線性系統(tǒng),并加入了反映電機系統(tǒng)模型誤差和環(huán)境干擾的系統(tǒng)噪聲和測量噪聲模型,形成擴展卡爾曼濾波算法。擴展卡爾曼濾波器將電機轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速作為系統(tǒng)狀態(tài)變量進行實時估算,并將所得信息反饋到永磁同步電機控制系統(tǒng)中。通過仿真,與電機實際運行狀態(tài)進行比較,證明了擴展卡爾曼濾波具有良好的動態(tài)跟蹤能力和抗噪聲能力。 針對擴展卡爾曼濾波算法在無速度傳感器控制中存在的不足,本文給出了降階線性卡爾曼濾波算法。降階線性卡爾曼濾波算法重新選擇了系統(tǒng)狀態(tài)變量,建立新的完全線性化的系統(tǒng)方程,并且卡爾曼濾波算法中的系統(tǒng)協(xié)方差矩陣成為時不變序列,因此可以直接應(yīng)用線性卡爾曼濾波算法。仿真結(jié)果證明,與擴展卡爾曼濾波算法相比,新的算法更加簡單,減輕了繁重的參數(shù)調(diào)節(jié)任務(wù),易于數(shù)字化實現(xiàn),不僅具備擴展卡爾曼濾波算法的優(yōu)勢,而且在某些性能方面超越了擴展卡爾曼濾波算法。 通過分析得知,由于將系統(tǒng)模型不確定性與測量噪聲體現(xiàn)在系統(tǒng)方程中,因此卡爾曼濾波算法在狀態(tài)估算方面具有良好的性能。本文以降階線性卡爾曼濾波 算法為理論基礎(chǔ),以永磁同步電機為對象,以數(shù)字信號處理器(DSP)為核心,設(shè)計了電機狀態(tài)觀測系統(tǒng)的設(shè)計方案。整個方案在不增加成本的基礎(chǔ)上,充分利用數(shù)字信號處理器(DSP)豐富的資源和強大的運算能力,通過檢測電機相電流,實時估算出電機轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)速度傳感器,為電機控制系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速反饋信息。本文的下一步主要工作便是將此系統(tǒng)付諸實踐,應(yīng)用于實際工程中,對卡爾曼濾波算法在永磁同步電機無速度傳感器控制方面的性能進行進一步研究。關(guān)鍵詞:永磁同步電機;無速度傳感器;卡爾曼濾波

    標簽: 卡爾曼 濾波算法 永磁同步電機

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:lifangyuan12

  • 永磁同步直線電機的矢量控制.rar

    本文分析了永磁同步直線電動機的運行機理與運行特性,并通過坐標變換,分別得出了電機在a—b—c,α—β、d—q坐標系下的數(shù)學模型。針對永磁同步直線電機模型的非線性與耦合特性,采用了次級磁場定向的矢量控制,并使id=0,不但解決了上述問題,還實現(xiàn)了最大推力電流比控制。為了獲得平穩(wěn)的推力,采用了SVPWM控制,并對它算法實現(xiàn)進行了研究。 針對速度環(huán)采用傳統(tǒng)PID控制難以滿足高性能矢量控制系統(tǒng),通過對傳統(tǒng)PID控制和模糊控制理論的研究,將兩者相結(jié)合,設(shè)計出能夠在線自整定的模糊PID控制器。將該控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID控制器應(yīng)用于速度環(huán),以提高系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。 在以上分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了永磁同步直線電機矢量控制系統(tǒng)的軟、硬件。其中電流檢測采用了新穎的電流傳感器芯片IR2175,以解決溫漂問題;速度檢測采用了增量式光柵尺,設(shè)計了與DSP的接口電路,通過M/T法實現(xiàn)對電機的測速。最后在Matlab/Simlink下建立了電機及其矢量控制系統(tǒng)的仿真模型,并對分別采用傳統(tǒng)PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系統(tǒng)進行仿真,結(jié)果表明采用模糊PID控制具有更好的動態(tài)響應(yīng)性能,能有效的抑制暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)下的推力脈動,對于負載擾動具有較強的魯棒性。

    標簽: 永磁同步 直線電機 矢量控制

    上傳時間: 2013-07-04

    上傳用戶:13681659100

  • 基于DSP的永磁同步電機新型矢量控制技術(shù)研究.rar

    應(yīng)用于電動汽車驅(qū)動領(lǐng)域的永磁同步電機交流驅(qū)動系統(tǒng)是由永磁同步電機、電力電子技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合而形成的新型交流驅(qū)動系統(tǒng)。因其具有良好的運行性能而成為當代電氣傳動領(lǐng)域研究的熱點之一。 永磁同步電機是一個多變量、非線性、高強耦合的系統(tǒng),其輸出轉(zhuǎn)矩與定子電流不成正比,而是復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系,因此要得到好的控制性能,需要進行磁場解耦。矢量變換控制技術(shù)正好適用于永磁同步電機的這種特點。 本文在數(shù)字電機控制專用DSP芯片TMS320LF2407的基礎(chǔ)上,以永磁同步電機為研究對象,對其矢量控制技術(shù)進行了研究和設(shè)計。 首先課題根據(jù)永磁同步電機實際物理模型,分析推導(dǎo)得到了永磁同步電機的三相靜止坐標系下及兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型。 接著課題對永磁同步電機運行特性進行了分析和研究。在此基礎(chǔ)上,課題提出了一種新型的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng),在這個系統(tǒng)上,課題提出了應(yīng)用不同矢量控制策略的矢量控制方法,并對其做了仿真驗證。 結(jié)果表明,課題設(shè)計的系統(tǒng)以及應(yīng)用不同矢量控制策略的矢量控制方法準確可行。 這個控制系統(tǒng)便于實現(xiàn)多種矢量控制方法,為永磁同步電機擴速增效提供了理論平臺。 在理論分析、仿真通過基礎(chǔ)上,課題對驅(qū)動系統(tǒng)的硬件和軟件兩個方面進行了具體的設(shè)計。 課題完成了DSP控制系統(tǒng)關(guān)鍵硬件電路的設(shè)計,并設(shè)計制作了一塊應(yīng)用SCALE模塊的IGBT驅(qū)動電路,此驅(qū)動電路響應(yīng)迅速、抗干擾性強,驅(qū)動性能優(yōu)越。此外,課題完成了永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)全數(shù)字化設(shè)計,調(diào)試通過了速度位置檢測、電流檢測、PI調(diào)節(jié)、坐標變換等應(yīng)用模塊。 課題最后對整個系統(tǒng)的做了全面的總結(jié),并對今后的工作方向進行了展望。

    標簽: DSP 永磁同步電機 技術(shù)研究

    上傳時間: 2013-06-22

    上傳用戶:firstbyte

  • 基于先進控制方法的永磁同步電機性能優(yōu)化.rar

    在實際應(yīng)用中,對永磁同步電機控制精度的要求越來越高。尤其是在機器人、航空航天、精密電子儀器等對電機性能要求較高的領(lǐng)域,系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性和魯棒性能好壞成為決定永磁同步電機性能優(yōu)劣的重要指標。傳統(tǒng)電機系統(tǒng)通常采用PID控制,其本質(zhì)上是一種線性控制,若被控對象具有非線性特性或有參變量發(fā)生變化,會使得線性常參數(shù)的PID控制器無法保持設(shè)計時的性能指標;在確定PID參數(shù)的過程中,參數(shù)整定值是具有一定局域性的優(yōu)化值,并不是全局最優(yōu)值。實際電機系統(tǒng)具有非線性、參數(shù)時變及建模過程復(fù)雜等特點,因此常規(guī)PID控制難以從根本上解決動態(tài)品質(zhì)與穩(wěn)態(tài)精度的矛盾。永磁同步電機是典型的多變量、參數(shù)時變的非線性控制對象。先進控制方法(諸如智能控制、優(yōu)化算法等)研究應(yīng)用的發(fā)展與深入,為控制復(fù)雜的永磁同步電機系統(tǒng)開辟了嶄新的途徑。由于先進控制方法擺脫了對控制對象模型的依賴,能夠在處理不精確性和不確定性問題中有可處理性、魯棒性,因而將其引入永磁同步電機控制已成為一個必然的趨勢。本文根據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)目標的不同,選取相應(yīng)的先進控制方法,并與PID控制相結(jié)合,對永磁同步電機各方面性能進行有針對性的優(yōu)化,最終使其控制精度得到顯著的提高。為達到對永磁同步電機進行性能優(yōu)化的研究目的,文中首先探討了正弦波永磁同步電機和方波永磁同步電機的運行特點及控制機理,通過建立數(shù)學模型,對相應(yīng)的控制系統(tǒng)進行了整體分析。針對永磁同步電機非線性、強耦合的特點,設(shè)計了矢量控制方式下的永磁同步電機閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。結(jié)合常規(guī)PID控制,將模糊控制、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工免疫等多種先進控制方法應(yīng)用于永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和同步傳動系統(tǒng)的控制器設(shè)計中,以滿足不同控制系統(tǒng)對電機動、靜態(tài)性能的要求以及對調(diào)速性能或跟隨性能的側(cè)重。實驗結(jié)果表明,采用先進控制方法的永磁同步電機具有較好的動態(tài)性能、抗擾動能力以及較強的魯棒性能;與傳統(tǒng)PID控制相比,系統(tǒng)的控制精度得到了明顯提高。研究結(jié)果驗證了先進控制方法應(yīng)用于永磁同步電機性能優(yōu)化的有效性和實用性。

    標簽: 先進控制 永磁同步電機 性能優(yōu)化

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:shinesyh

  • 基于高頻信號注入法的永磁同步電機無傳感器控制.rar

    永磁同步電機(PMSM)因其無需勵磁電流、運行效率和功率密度高,在交流調(diào)速系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用,但PMSM高性能的矢量控制需要精確的轉(zhuǎn)子位置和速度信號來實現(xiàn)磁場定向。在傳統(tǒng)控制中,一般采用機械式傳感器來檢測轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速,但是機械式傳感器存在諸如成本高、可靠性低、不易維護等問題,使得無速度/位置傳感器控制技術(shù)成為永磁同步電機控制中的熱點問題。雖然目前已有較多的研究成果,但是所采用的方法大多是基于電機基波方程的分析,一般不適用于低速甚至零速,并且對電機參數(shù)較為敏感,魯棒性差。本文正是為了解決這個問題,而采用高頻信號注入法實現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置估算,這種方法適合于低速甚至零速,對電機參數(shù)的變化不敏感,魯棒性強。主要做了如下的工作: 首先詳細介紹了永磁同步電機三種基本結(jié)構(gòu),在建立了旋轉(zhuǎn)坐標系下永磁同步電機數(shù)學模型的基礎(chǔ)上敘述了其矢量控制原理,分析了各種現(xiàn)有的永磁同步電機無速度/位置傳感器控制策略;其次在永磁同步電機矢量控制的基礎(chǔ)上詳細討論了旋轉(zhuǎn)高頻電壓信號注入法與脈振高頻電壓信號注入法提取轉(zhuǎn)子位置的基本原理,并在此基礎(chǔ)上利用MATLAB/SIMULINK仿真工具建立了整個永磁同步電機無速度/位置傳感器矢量控制系統(tǒng)的模型,進行了仿真研究,仿真結(jié)果驗證了控制算法的正確性。最后利用TI公司推出的數(shù)字信號處理器DSP芯片TMS320F2812,實現(xiàn)了基于脈振高頻信號注入法的永磁同步電機無速度/位置傳感器的實驗運行,實驗結(jié)果驗證了這種方法適合于低速運行,對電機參數(shù)的變化不敏感,魯棒性強。

    標簽: 高頻信號 永磁同步電機 無傳感器

    上傳時間: 2013-06-06

    上傳用戶:Neal917

  • 用于空調(diào)壓縮機驅(qū)動的無傳感器永磁同步電機矢量控制方法研究.rar

    隨著家用空調(diào)的普及應(yīng)用,空調(diào)已日漸成為耗能大戶。我國經(jīng)濟建設(shè)多年來高速發(fā)展,正面臨能源日益緊張的問題,由于空調(diào)節(jié)能尚有空間,因此人們普遍關(guān)注空調(diào)節(jié)能技術(shù)。在家用空調(diào)的各種節(jié)能技術(shù)中,直流壓縮機變頻驅(qū)動是發(fā)展的主流方向。從驅(qū)動方式上看,直流壓縮機可以采用方波控制或矢量控制。與方波控制相比,矢量控制的空調(diào)直流壓縮機具有噪聲低、振動小、效率高等特點,更加符合節(jié)能和環(huán)保的發(fā)展方向。 本文主要研究了適用于空調(diào)壓縮機負載的無轉(zhuǎn)子位置傳感器永磁同步電機矢量控制方法。首先從電機的基本方程入手,詳細推導(dǎo)了永磁同步電機矢量控制的數(shù)學模型。詳細分析了各種電流控制策略特點,提出了采用適合直流壓縮機驅(qū)動的MTPA控制方式。 其次提出了具有凸極效應(yīng)的壓縮機永磁同步電機的一種簡化模型,得到了適用于IPMSM的滑模觀測器,解決了IPMSM在αβ坐標系中應(yīng)用滑模觀測器困難的問題。針對壓縮機運行特點,采用全維狀態(tài)觀測器方法,實現(xiàn)IPMSM反電動勢的觀測,根據(jù)反電動勢計算出電機轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)了無傳感器矢量控制。本文詳細分析了全維狀態(tài)觀測器的極點配置方法,通過將四個極點配置在相同位置,簡輕了計算量,也便于實現(xiàn)。 第三,由于反電動勢估算法在電機低轉(zhuǎn)速下不能正確估算轉(zhuǎn)子位置,無法正常閉環(huán)起動,本文提出了一種簡單的用于直流壓縮機的起動方法,實現(xiàn)了壓縮機的可靠起動。同時在深入分析電機等效模型的基礎(chǔ)上,給出了一種簡單的電機參數(shù)測量方法,通過簡單測量和計算,得到系統(tǒng)實現(xiàn)無傳感器永磁同步電機矢量控制所需的電感、電阻及反電動勢系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)。 最后通過MATLAB/Simulimk7.1仿真軟件對基于滑模觀測器和基于全維觀測器的永磁同步電機矢量控制方法進行了仿真驗證,設(shè)計了以TMS320F2403數(shù)字信號處理器為控制核心的直流壓縮機矢量控制實驗平臺,并進行了大量的實驗驗證。仿真及實驗結(jié)果證明了本文理論分析和所提方法的正確性,并已應(yīng)用于實際的直流壓縮機矢量控制系統(tǒng)。

    標簽: 空調(diào)壓縮機 無傳感器 方法研究

    上傳時間: 2013-06-13

    上傳用戶:xuanchangri

  • 基于DSP的永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)的研究與軟件開發(fā).rar

    隨著永磁同步電機在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,對永磁同步電機的研究成為一種必然的發(fā)展趨勢,具有實際的意義和價值。本文采用TI公司專用于電機控制的TMS320F240型數(shù)字信號處理器作為核心,開發(fā)了全數(shù)字化的永磁同步電機矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的軟件,并在改進的清華電機控制試驗平臺上進行了帶機試驗,結(jié)果驗證了系統(tǒng)設(shè)計方案的可行性。 本文首先深入的研究了永磁同步電機的矢量控制理論,建立了永磁同步電機數(shù)學模型,并在此基礎(chǔ)上討論了永磁同步電機的矢量控制調(diào)速方案;然后,以清華電機控制試驗平臺為基礎(chǔ)介紹了控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),其中主要論述了控制電路各部分及外圍輔助電路的設(shè)計和調(diào)試。在硬件的基礎(chǔ)上,軟件采用匯編語言編程,實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)矢量控制,并給出了系統(tǒng)主程序和PWM下溢中斷處理程序流程圖,永磁同步電機矢量控制的主要控制策略如轉(zhuǎn)子相位的初始化、電流采樣、速度位置采樣、矢量坐標變換、sinθ、cosθ值生成、PI調(diào)節(jié)、空間電壓矢量(SVPWM)模塊等都是在PWM下溢中斷服務(wù)子程序中完成的。為達到數(shù)值的統(tǒng)一,對軟件中所采用的參數(shù)進行了定標。最后在基于硬件平臺的基礎(chǔ)上,對軟件進行帶機調(diào)試,試驗表明電機能快速響應(yīng)并跟蹤給定轉(zhuǎn)速,從而證明整個系統(tǒng)設(shè)計的正確性。 另外,本文還在MATLAB/SIMULINK的基礎(chǔ)上,建立采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的永磁同步電機的仿真模型,仿真結(jié)果表明:該控制系統(tǒng)具有較好的位置響應(yīng)和抗干擾能力強。 在論文的最后,對全文的工作做了總結(jié)。

    標簽: DSP 永磁同步電動機 矢量控制系統(tǒng)

    上傳時間: 2013-07-27

    上傳用戶:er1219

  • 基于FPGA的永磁同步電機控制器的研究.rar

    隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)、控制理論及永磁材料等技術(shù)的快速發(fā)展,以永磁同步電機作為控制對象的傳動領(lǐng)域得到了越來越廣泛的關(guān)注,隨著FPGA的技術(shù)的普及和廣泛應(yīng)用,使得各種先進的控制算法得以實現(xiàn),于是數(shù)字化、智能化的永磁交流控制器成為必然的發(fā)展趨勢和當前的研究熱點。本文的主要工作就是圍繞數(shù)字化的永磁同步電機控制器研究來展開。首先深入研究了永磁同步電機的數(shù)學建模方法及電機控制策略問題。在對永磁同步電機的數(shù)學模型進行了推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,在PSIM仿真軟件中建立了永磁同步電機的電機模型,提出了一種永磁同步電機傳統(tǒng)控制系統(tǒng)仿真建模的新方法。其次對常用的數(shù)字脈寬調(diào)制方法進行了數(shù)學推導(dǎo),并對滑模控制理論和矢量控制進行了深入的研究分析,將滑模變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用于永磁同步電機的調(diào)速系統(tǒng)中,改善了傳統(tǒng)PI控制器參數(shù)整定繁瑣、系統(tǒng)魯棒性差的缺點,仿真結(jié)果驗證了該系統(tǒng)設(shè)計方案的優(yōu)越性。最后在永磁同步電機建模仿真的基礎(chǔ)上,根據(jù)永磁同步電機控制器的設(shè)計要求及FPGA的特點,提出永磁同步電機控制器的的設(shè)計方案。按照FPGA模塊化設(shè)計思想,將整個系統(tǒng)進行了合理的劃分,分別對SVPWM、Park變換、SMC、反饋速度測量等重要模塊的FPGA硬件實現(xiàn)算法進行了深入的研究。各模塊在Modelsim平臺上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開發(fā)板上完成硬件驗證,驗證結(jié)果表明:永磁同步電機在低速和高速時都能穩(wěn)定運行,從而證實了本設(shè)計方案的可行性。

    標簽: FPGA 永磁同步 電機控制器

    上傳時間: 2013-04-24

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