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基于DSP的无刷直流电机矢量控制系统的研究与设计

发布时间:2018-05-16 19:26

  本文选题:无刷直流电机 + DSP ; 参考:《南京邮电大学》2014年硕士论文


【摘要】:随着电力电子器件和永磁材料的不断发展和进步,出现了无刷直流电机,它用电子换向装置取代了普通直流电动机的机械换向装置,消除了普通直流电机在换向过程中存在的换向火花,电刷磨损,维护量大,电磁干扰等问题,延长了电机的寿命。使用适当的控制策略,能够使无刷直流电机拥有和普通直流电机的一样优点,例如调速范围大、运行稳定、转矩大、功率密度高等。所以无刷直流电机控制系统的研究有着深远的意义。 首先,论文介绍了研究无刷直流电机的背景及意义,说明了无刷直流电机的优势、应用领域等,推导了无刷直流电机的动态数学模型,描述了无刷直流电机的工作原理,搭建了无刷直流电机控制仿真模块。对矢量控制理论进行了研究,深入研究了坐标变换和SVPWM控制,并推导了有关id=0矢量控制的数学方程式,设计了基于励磁电流分量为零的无刷直流电机矢量控制系统,根据推导建立了无刷直流电机矢量控制系统的仿真模型,通过仿真验证了基于励磁电流分量为零的无刷直流电机矢量控制系统在理论上的可行性与可靠性。 其次,给出了控制系统的软硬件设计,硬件使用IPS-2电气信息综合实验系统,功率电路部分选用的是智能功率模块IPM,并以此为核心进行相应电路的设计,而控制电路则是选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为核心处理器。论文实现了控制策略的DSP编程,在DSP中完成了基于励磁分量为零的控制算法,实现了对电机的控制。 为了便于调试,论文还设计编写了基于LabVIEW电机运行状态监控系统,,这样使得调试过程更加直观,方便。 最后进行了联机调试,将本文得到的实验结果和使用其他算法的文献中的实验结果进行对比,说明本文提出的控制系统具有更好的动态性能。
[Abstract]:With the development and progress of power electronic devices and permanent magnetic materials, brushless DC motor appears, which replaces the mechanical commutator of ordinary DC motor with electronic commutator. The problems of commutating spark, brush wear, large maintenance, electromagnetic interference and so on in commutating process of DC motor are eliminated, and the life of motor is prolonged. With proper control strategy, brushless DC motor can have the same advantages as common DC motor, such as wide speed range, stable operation, large torque, high power density, etc. So the study of brushless DC motor control system has profound significance. Firstly, the paper introduces the background and significance of brushless DC motor, explains the advantages and application fields of brushless DC motor, deduces the dynamic mathematical model of brushless DC motor, and describes the working principle of brushless DC motor. The control simulation module of brushless DC motor is built. The theory of vector control is studied, coordinate transformation and SVPWM control are deeply studied, the mathematical equation of id=0 vector control is deduced, and a brushless DC motor vector control system based on zero excitation current component is designed. The simulation model of the brushless DC motor vector control system is established according to the derivation. The feasibility and reliability of the brushless DC motor vector control system based on zero excitation current component are verified by simulation. Secondly, the hardware and software design of the control system is given. The IPS-2 electrical information synthesis experiment system is used in the hardware, and the intelligent power module is used in the power circuit. The control circuit uses TI's DSP chip TMS320F2812 as the core processor. In this paper, the DSP programming of the control strategy is realized, and the control algorithm based on zero excitation component is completed in DSP, and the control of the motor is realized. In order to facilitate debugging, the paper also designs and compiles the monitoring system of motor running status based on LabVIEW, which makes the debugging process more intuitive and convenient. Finally, the on-line debugging is carried out, and the experimental results obtained in this paper are compared with those in the literature using other algorithms. The results show that the proposed control system has better dynamic performance.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM33

【参考文献】

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本文编号:1898116

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