基于模型设计的永磁同步电机调速实验平台设计

发布时间：2017-07-25 20:28

  本文关键词：基于模型设计的永磁同步电机调速实验平台设计

  更多相关文章： 永磁同步电机 TMS320F2812 基于模型设计 矢量控制

【摘要】：永磁同步电机调速系统以其转矩脉动较小、定位精度高等优越性能,越来越广泛地应用于高性能调速领域。采用高性能的控制策略可使永磁同步电机具备与直流电机相媲美的调速性能,但因其控制策略的复杂性,使得永磁同步电机调速系统的结构相比于其他电机调速系统更为复杂和庞大,增加了调速系统设计和测试的难度。同时,传统的永磁同步电机调速系统中仿真平台和硬件测试平台往往是相互独立的,使得系统的开发效率低,时间成本高。为简化永磁同步电机调速系统的设计和测试流程,实现仿真与硬件测试的有机结合。本文采用基于模型设计的方法,以由简及繁、由局部到整体的思路设计和开发永磁同步电机调速实验平台,验证基于模型设计方法实现永磁同步电机调速的可行性、有效性。本文的主要工作包括:(1)介绍了永磁同步电机的工作原理并给出永磁同步电机数学模型,分析了以坐标变换为核心的矢量控制原理,介绍了SVPWM调制技术及其数字实现方法。(2)以TMS320F2812为控制核心搭建了永磁同步电机调速控制系统,以IRAMS06UP60B为核心搭建了永磁同步电机功率驱动系统,完成了永磁同步电机调速实验平台的硬件系统开发。(3)设计了永磁同步电机控制算法的实现方法,采用基于模型的设计,以由简及繁、从局部到整体的方式构建了永磁同步电机矢量控制的递进式调速系统,逐步完成了控制算法的软件实现。(4)在MATLAB/GUI环境下设计了一个基于永磁同步电机实验平台的GUI界面,主要包括主界面设计、仿真界面设计和硬件在环界面设计。该实验平台利用基于模型的设计方法,建立了离线仿真与硬件测试联系的纽带,省去了传统手工编写C代码的过程。本文构建的基于模型设计的永磁同步电机调速实验平台,验证了利用基于模型的设计方法简化永磁同步电机调速系统开发与测试的可实行性,为交流调速系统的高效开发提供了有效途径。
【关键词】：永磁同步电机 TMS320F2812 基于模型设计 矢量控制
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 永磁同步电机调速系统的发展现状10-11
• 1.2.2 基于模型设计的发展现状11-13
• 1.3 本文研究内容及章节安排13-15
• 第二章 永磁同步电机矢量控制研究15-32
• 2.1 永磁同步电机工作原理15-16
• 2.2 永磁同步电机数学模型16-17
• 2.3 矢量控制原理17-22
• 2.4 空间矢量控制技术22-31
• 2.4.1 SVPWM调制策略22-25
• 2.4.2 SVPWM数字实现25-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 实验平台硬件系统设计32-43
• 3.1 硬件总体结构32-33
• 3.2 DSP控制系统的设计33-36
• 3.2.1 TMS320F2812芯片介绍33-34
• 3.2.2 控制系统主要电路设计34-36
• 3.3 功率驱动系统设计36-42
• 3.3.1 IRAMS06UP60B介绍36-38
• 3.3.2 功率驱动主要电路设计38-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 永磁同步电机控制算法实验设计43-63
• 4.1 系统实验设计总体方案43-45
• 4.2 Embedded Coder简介45-46
• 4.3 PMSM矢量控制的递进式系统构建46-62
• 4.3.1 SVPWM算法实现46-49
• 4.3.2 开环控制49-53
• 4.3.3 电流环控制53-56
• 4.3.4 速度测量56-59
• 4.3.5 速度电流双闭环控制59-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第五章 实验平台界面设计及平台测试结果分析63-73
• 5.1 MATLAB相关技术介绍63-65
• 5.1.1 MATLAB下的GUI介绍63-64
• 5.1.2 MATLAB的实时数据交换技术64-65
• 5.2 实验平台GUI界面设计65-69
• 5.2.1 总体设计方案65
• 5.2.2 主界面设计65-66
• 5.2.3 仿真界面设计66-68
• 5.2.4 硬件在环界面设计68-69
• 5.3 平台测试及结果分析69-72
• 5.4 本章小结72-73
• 结论73-75
• 参考文献75-78
• 攻读学位期间取得的研究成果78-79
• 致谢79

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本文编号：573136