基于DSP的无速度传感器IPMSM无源控制研究

发布时间：2017-10-25 09:33

  本文关键词：基于DSP的无速度传感器IPMSM无源控制研究

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【摘要】：永磁同步电动机(PMSM)本身是一种非线性、强耦合、参数易变的被控对象,常规的PI控制方法很难满足永磁同步电机调速系统对于控制性能越来越高的要求；而且传统的速度传感器受安装环境的影响,增加了成本,降低了系统可靠性。因此,研究新的控制器和无速度传感器的设计方法势在必行。本文在最优转矩(MTPA)矢量控制系统的基础上,设计了一种高阶非奇异终端滑模观测器,利用锁相环获取转子的位置和速度信息,提高了转子位置与速度的估算精度以及系统的可靠性,降低了调速系统的成本。同时本文利用互联和阻尼配置的能量成形方法,设计了无源控制器,以提高系统的动态性能；然后针对本文所设计的基于高阶非奇异终端滑模观测器的IPMSM无源控制系统原理框图在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型,并对仿真结果进行了分析和研究,验证了本论文控制方法的有效性。本论文以TMS320DSPF2812为控制芯片,利用所设计的驱动电路、电流检测电路等硬件电路和所编写的SVPWM函数、PID函数等C语言程序对永磁同步电机的矢量控制算法进行了深入分析和研究,验证了矢量控制算法的可行性。
【关键词】：永磁同步电机 DSP 无源控制 高阶非奇异终端滑模观测器
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 课题背景和意义9-10
• 1.2 PMSM的控制策略及其研究现状10-15
• 1.3 PMSM无传感器控制策略的研究现状15-18
• 1.4 论文的主要研究内容18-20
• 2 PMSM矢量控制系统基本原理20-39
• 2.1 永磁同步电机的数学模型20-23
• 2.2 坐标变换23-26
• 2.2.1 三种坐标系下的坐标变换23-26
• 2.3 SVPWM基本原理26-32
• 2.3.1 PMSM矢量控制系统中电压矢量与磁链矢量的关系26-27
• 2.3.2 SVPWM基本原理27-30
• 2.3.3 SVPWM的控制算法30-32
• 2.4 矢量控制原理及其策略32-38
• 2.5 本章小结38-39
• 3 PMSM滑模观测器的设计39-49
• 3.1 PMSM滑模变结构控制的基本原理39-42
• 3.2 PMSM传统滑模控制系统的设计42-44
• 3.3 传统滑模观测器的设计44-46
• 3.4 高阶非奇异终端滑模观测器的设计46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 4 PMSM无源控制器设计49-62
• 4.1 基于Lyapunov稳定性的理论49-50
• 4.2 无源性和耗散性50-53
• 4.2.1 无源性51-52
• 4.2.2 耗散性52-53
• 4.3 端口可控耗散哈密顿系统53-54
• 4.4 端口受控哈密顿系统的PMSM无源控制器设计54-58
• 4.4.1 基于状态变量的无源控制器的设计54-57
• 4.4.2 基于状态误差模型的无源控制器的设计57-58
• 4.5 PMSM无源性控制器设计58-61
• 4.6 本章小结61-62
• 5 基于非奇异终端滑模观测器IPMSM无源控制系统的仿真62-69
• 5.1 搭建仿真模型62-64
• 5.1.1 滑模观测器的SIMULINK仿真62-63
• 5.1.2 搭建无源控制器的仿真模型63-64
• 5.1.3 MTPA电流分配模块64
• 5.2 仿真结果64-68
• 5.3 本章小结68-69
• 6 基于DSP的PMSM调速系统的实现69-78
• 6.1 调速系统硬件电路设计69-73
• 6.2 调速系统软件设计73-75
• 6.3 实验结果分析75-77
• 6.4 本章小结77-78
• 7 全文总结78-79
• 参考文献79-84
• 作者简历84-86
• 学位论文数据集86

【参考文献】

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本文编号：1093136