基于STM32的無刷直流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計
標(biāo)簽： stm32 直流電機(jī) 矢量控制系統(tǒng)
上傳時間： 2022-06-27
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本課題采用了基于高頻電壓信號注入法的永磁同步電動機(jī)的無傳感器矢量控制方法，此種方法利用內(nèi)置式電機(jī)的凸極性的特性，適合于電機(jī)在低速運行狀態(tài)下對轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速進(jìn)行估算，對運行中的電機(jī)參數(shù)變化不敏感，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的魯棒性。本文采用了以內(nèi)置式電動機(jī)為研究對象，首先分析了永磁同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，并介紹了矢量控制坐標(biāo)變換方法、空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)（SVPWM）。進(jìn)而闡述高頻電壓信號注入法的原理，建立數(shù)學(xué)模型。然后提出高頻電壓信號注入的方式，通過對載有轉(zhuǎn)子位置信息的高頻信號進(jìn)行處理，對轉(zhuǎn)子的磁極位置和轉(zhuǎn)速等信息進(jìn)行估計計算。本文還通過使用Matlab/Simulink仿真平臺，建立了基于高頻信號注入法原理的永磁同步電動機(jī)的無傳感器控制仿真模型，實驗結(jié)果驗證了此種算法的可行性。最后通過使用德州儀器公司生產(chǎn)的TMS320F28335為核心芯片，搭建了控制系統(tǒng)電路，并同時介紹了系統(tǒng)的電源電路、控制電路、電流檢測電路、電流保護(hù)電路等硬件電路。另外對控制算法中的主要部分，包括PWM中斷程序、矢量控制程序、數(shù)字濾波器的算法都進(jìn)行了介紹。最后的實驗結(jié)果表明，這種無傳感器的矢量控制方法適用于電機(jī)在低速時的控制要求，動態(tài)性能較好，能夠準(zhǔn)確跟蹤轉(zhuǎn)子的實際位置，估算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，控制系統(tǒng)的魯棒性較好，實現(xiàn)了無傳感器控制的實驗?zāi)康摹?/p>
標(biāo)簽： 高頻電壓信號 pmsm 傳感器 矢量控制
上傳時間： 2022-06-30
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隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)以及新的電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速性能日益提高，變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使交流調(diào)速系統(tǒng)有取代直流調(diào)速系統(tǒng)的趨勢。但是國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展要求交流變頻調(diào)速系統(tǒng)具有更高的調(diào)速精度、更大的調(diào)速范圍和更快的響應(yīng)速度，一般的通用變頻器已經(jīng)不能滿足工業(yè)應(yīng)用的需求，而交流電機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)能夠很好的滿足這個要求。矢量控制（Ficld Oricnted Control），能夠?qū)崿F(xiàn)交流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的快速控制，本文對三相交流異步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究和分析，以高性能數(shù)字信號處理器為硬件平臺設(shè)計了基于DSP的三相交流異步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)。并分析了逆變器死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生，實現(xiàn)了逆變器死區(qū)的補(bǔ)償。本文介紹了交流調(diào)速及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速的方案以及國內(nèi)外對矢量控制的研究狀況。以三相交流異步電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，通過Clarke變換和Parke變換得到三相交流異步電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并利用轉(zhuǎn)子磁場定向的方法，對該模型進(jìn)行分析，設(shè)計了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器，以實現(xiàn)交流電機(jī)電流量的有效解耦，得到定子電流的轉(zhuǎn)矩分量和勵磁分量。仿?lián)绷麟姍C(jī)的控制方法，設(shè)計了矢量控制算法的電流與速度雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。設(shè)計了以TMS320LF2407A為主控制器的硬件平臺，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了矢量控制算法，論述了電壓空間矢量調(diào)制（SVPWM）的原理和方法，并對其進(jìn)行了改進(jìn)。最后對逆變器的死區(qū)進(jìn)行了補(bǔ)償。實驗表明基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制（FOC）系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，電流解赫方便，動態(tài)性能好，精度較高，能夠基本滿足現(xiàn)代交流電機(jī)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩和速度要求。
標(biāo)簽： dsp 三相交流異步電機(jī) 矢量控制系統(tǒng)
上傳時間： 2022-06-30
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矢量控制（FOC）基本原理一、基本概念1.1模型等效原則交流電機(jī)三相對稱的靜止繞組A、B、C，通以三相平衡的正弦電流時，所產(chǎn)生的合成磁動勢是旋轉(zhuǎn)磁動勢F，它在空間呈正弦分布，以同步轉(zhuǎn)速o1（即電流的角頻率）順著A-B-C的相序旋轉(zhuǎn)。這樣的物理模型如圖1-1a所示。然而，旋轉(zhuǎn)磁動勢并不一定非要三相不可，單相除外，二相、三相、四相……等任意對稱的多相繞組，通以平衡的多相電流，都能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢，當(dāng)然以兩相最為簡單。圖1-1b中繪出了兩相靜止繞組a和β，它們在空間互差90°，通以時間上互差90°的兩相平衡交流電流，也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢F。再看圖1-1c中的兩個互相垂直的繞組M和T，通以直流電流in和i，產(chǎn)生合成磁動勢F，如果讓包含兩個繞組在內(nèi)的整個鐵心以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，則磁動勢F自然也隨之旋轉(zhuǎn)起來，成為旋轉(zhuǎn)磁動勢。把這個旋轉(zhuǎn)磁動勢的大小和轉(zhuǎn)速也控制成與圖1-1a一樣，那么這三套繞組就等效了。
上傳時間： 2022-06-30
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文檔為異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真與應(yīng)用詳解文檔，是一份不錯的參考資料，感興趣的可以下載看看，，，，，，，，，，，，，，，
標(biāo)簽： 異步電機(jī) 矢量控制系統(tǒng)
上傳時間： 2022-07-17
上傳用戶：jiabin
矢量變換控制的異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)是一種高性能的調(diào)速系統(tǒng)，已經(jīng)在許多需要高精度、高性能的場合中得到應(yīng)用。以矢量變換為基礎(chǔ)的許多控制方法，諸如無速度傳感器控制、自適應(yīng)控制等正在發(fā)展中。本文對異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了研究，利用異步電動機(jī)在二相同步旋轉(zhuǎn)MT坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，使用MATLAB中的仿真工具箱SIMULINK分別對開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。在開環(huán)控制系統(tǒng)的仿真中，推導(dǎo)出一種異步電動機(jī)在MT坐標(biāo)系下的仿真模型，該模型具有結(jié)構(gòu)簡單、靜態(tài)、動態(tài)性能良好的特點，同時這個仿真模型也用于閉環(huán)系統(tǒng)。在閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真中，設(shè)計了一個速度、磁鏈閉環(huán)的電流滯環(huán)型PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)，并且使這個閉環(huán)系統(tǒng)在SIMULINK中加以實現(xiàn)。本文同時還應(yīng)用非線性反饋解耦理論將矢量控制的閉環(huán)系統(tǒng)分解為線性化的轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子磁鏈子系統(tǒng)，兩個子系統(tǒng)中的速度調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器可按線性理論設(shè)計。仿真結(jié)果證明這兩個變頻調(diào)速系統(tǒng)具有良好的動態(tài)、靜態(tài)性能。其中的一些仿真模塊也可用于其它控制策略的變頻調(diào)速系統(tǒng)中。
標(biāo)簽： MatiabSimulink 異步電動機(jī) 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：417313137
由于目前尚未有文獻(xiàn)對以上三類控制器進(jìn)行詳細(xì)的研究比較,因此該文利用MATLAB中Simulink的模塊函數(shù)建立了以上三類滯環(huán)電流控制器的仿真模型,對以上三類控制器進(jìn)行詳細(xì)的仿真研究,探討其各方面性能的優(yōu)劣. 通過對基于空間矢量調(diào)制的三相滯環(huán)電流控制器(SVMHCC)的仿真研究表明,當(dāng)其外滯環(huán)寬度太小時,三相電流容易產(chǎn)生畸變,三相總開關(guān)次數(shù)反而較小;當(dāng)其外滯環(huán)寬度太大時,三相電流能夠得到有效控制,但是最大電流誤差和三相總開關(guān)次數(shù)增加,因此選擇外滯環(huán)寬度時需要綜合考慮控制器的控制性能、最大電流誤差和三相總開關(guān)次數(shù)等因素.但是由于需要考慮的因素大多而且它們相互制約,因此如何選擇合適的外滯環(huán)寬度就成為SVMHCC中難以解決的問題. 在仿真研究的基礎(chǔ)上,該文提出了改進(jìn)方案.仿真和實驗結(jié)果均表明,改進(jìn)的滯環(huán)電流控制器綜合了以上幾種控制器的優(yōu)點,具有三相總開關(guān)次數(shù)低、開關(guān)頻率變化規(guī)則、三相控制對稱和能有效控制三相最大電流誤差等優(yōu)點.
上傳時間： 2013-06-07
上傳用戶：小碼農(nóng)lz
作者在論文中系統(tǒng)地研究了目前新穎的電機(jī)伺服控制系統(tǒng)——永磁同步電動機(jī)及其數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。在理論分析的基礎(chǔ)上，探討了永磁電機(jī)的各種磁路結(jié)構(gòu)對電機(jī)電抗及其它性能的影響，并分別討論了各種結(jié)構(gòu)在不同應(yīng)用場合的優(yōu)缺點，最后選擇了表面凸出式磁路結(jié)構(gòu)，建立了手算電磁設(shè)計程序，進(jìn)行了多方案的優(yōu)選；探討了引起電動機(jī)轉(zhuǎn)矩波動的原因和減小波動的措施，采用了一系列諸如分?jǐn)?shù)槽、增大氣隙、斜槽、合適的繞組節(jié)距等措施，成功地減小了力矩波動，改善了伺服電動機(jī)低速運轉(zhuǎn)特性；在電磁設(shè)計手算的基礎(chǔ)上，首次采用優(yōu)秀的數(shù)學(xué)工具軟件Mathcad2001進(jìn)行了Windows平臺下的PMSM機(jī)輔設(shè)計程序的開發(fā)，增加了可視性，并大大簡化了程序的開發(fā)，提高了設(shè)計效率，快速方便準(zhǔn)確地進(jìn)行了電機(jī)的電磁計算；應(yīng)用先進(jìn)的AutoCAD 2000繪圖軟件設(shè)計和繪制了全套電機(jī)結(jié)構(gòu)圖紙；參加了樣機(jī)的全部試驗項目，試驗結(jié)果達(dá)到了設(shè)計預(yù)定目標(biāo)，全面滿足了伺服系統(tǒng)用電機(jī)的高效率、高功率因數(shù)、小振動、低噪音、低發(fā)熱、動態(tài)性能良好等苛刻要求。 在伺服控制系統(tǒng)部分里，作者探討了永磁同步電動機(jī)磁場定向矢量控制理論，探討了快速電流跟蹤方法的實現(xiàn)；在永磁同步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立了基于DSP的永磁同步電動機(jī)磁場定向數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的方案，使用了最新推出的電機(jī)專用DSP芯片TMS320LF2407、功率驅(qū)動IR2130芯片、軸角／數(shù)字量轉(zhuǎn)換RDC-19222芯片及串行通信轉(zhuǎn)換MAX232芯片，在消化了這些芯片的大量手冊和開發(fā)工具的資料后，對整個系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計，包括編寫和調(diào)試了部分DSP程序，設(shè)計和焊接了部分硬件電路板。這些預(yù)研工作為設(shè)計伺服控制系統(tǒng)數(shù)字化專用控制器打下了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 永磁同步電動機(jī) 數(shù)字化 伺服控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-17
上傳用戶：duoshen1989
該文研究了一種新型電壓空間矢量控制兩相逆變器—異步電動機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng),該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于小功率、寬調(diào)速運行的場合.該項研究完成兩相逆變器的設(shè)計,并組成了試驗用的兩相逆變器—異步電動機(jī)系統(tǒng).系統(tǒng)是一個轉(zhuǎn)速開環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng),由單片機(jī)機(jī)控制電路、功率驅(qū)動電路、逆變器主電路、保護(hù)電路組成.論文通過對電機(jī)基本方程進(jìn)行Kron變換和對稱分量變換,分別建立了系統(tǒng)完整的數(shù)學(xué)模型,編制了動態(tài)和穩(wěn)態(tài)仿真程序,并對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,對系統(tǒng)的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行分析.相對于方波等其它供電方式的控制,采用電壓空間矢量技術(shù)在小功率兩相異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制上的應(yīng)用可使轉(zhuǎn)矩脈動減少,效率提高,具有一定的經(jīng)濟(jì)性和實用性.
標(biāo)簽： SVPWM 用單片機(jī) 異步電機(jī)
上傳時間： 2013-08-01
上傳用戶：tinawang
該文通過大量的文獻(xiàn)資料閱讀,對永磁同步電機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀和趨勢有了一個比較全面的理解,在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的機(jī)理,并提出了一套相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩直接控制方案,建立了仿真和試驗平臺,進(jìn)行了仿真分析和實驗研究,獲得了有價值的研究成果.該文的主要內(nèi)容包括:(1)由空間矢量模型推導(dǎo)出永磁同步電機(jī)的磁鏈、電壓和轉(zhuǎn)矩的公式,描述了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的基本控制機(jī)理,分析了永磁同步電機(jī)與感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩直接控制方式上的不同之處以及轉(zhuǎn)矩直接控制對永磁同步電機(jī)的要求.(2)在對永磁同步電機(jī)運行機(jī)理的分析基礎(chǔ)之上,討論了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制系統(tǒng)中各個控制子模塊的功能和具體的實現(xiàn)方式,提出了一套永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的具體實施方案,并根據(jù)這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制仿直模型,對所出的控制方案進(jìn)行了仿真分析.(3)在理論研究的基礎(chǔ)之上,設(shè)計研制了一套基于DSP+IPM的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制實驗系統(tǒng),編寫了控制程序軟件,進(jìn)行了永磁同步電機(jī)運行實驗.
標(biāo)簽： 永磁同步電機(jī) 轉(zhuǎn)矩 直接控制
上傳時間： 2013-05-29
上傳用戶：diertiantang
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