基于DSP模块化编程的永磁同步电机矢量控制系统的设计与实现

发布时间：2017-08-12 12:22

  本文关键词：基于DSP模块化编程的永磁同步电机矢量控制系统的设计与实现

  更多相关文章： DSP 矢量控制 代码自动生成 PMSM

【摘要】：对于算法复杂的DSP控制系统,当使用C语言进行软件设计时存在开发难度大、周期长、寄存器配置复杂等问题。本文研究一种基于DSP模块化编程(Model-Based Design, MBD)的软件开发方法,该方法可大幅度提高系统的开发效率,使工程师不需要熟练掌握DSP繁杂的寄存器位的设置,从而降低代码的错误率,并能实现控制算法从仿真模型到实时软件的无缝集成,因此可以加快系统的开发进程。本文以永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)为控制对象,采用矢量控制算法,基于DSP模块化编程的方法对系统设计过程进行研究,主要内容如下：1、研究PMSM矢量控制原理。结合坐标变换,给出PMSM在三种不同的坐标系下的数学模型,并在Simulink环境下对矢量控制算法建模并仿真。2、研究DSP基于模型设计的系统的开发流程。建立采用MBD法进行系统软件开发的步骤,并对每一步进行详细的分析；以流水灯和单极倍频法产生SPWM为例,用MBD方法进行软件设计,通过实验验证MBD方法的高效性与正确性。3、基于DSP模块化编程方法研究PMSM矢量控制系统的设计和实现问题。在MATLAB环境下,利用Embedded Coder工具箱,结合DSP集成开发环境Code Composer Studio 3.3(CCS3.3),采用MBD方式实现PMSM矢量控制系统从系统构架、建模仿真到自动代码生成。结合外部硬件电路在Simulink环境下对电流环和转速环进行验证。最终实验结果表明,自动生成的代码能在TMS320F2812目标板中运行,结果正确,同时此方法可提高DSP的开发效率。
【关键词】：DSP 矢量控制 代码自动生成 PMSM
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景及意义8-11
• 1.2 DSP基于模型设计的概念、特点及国内外应用现状11-12
• 1.3 永磁同步电机的特点、结构及应用现状12-14
• 1.3.1 永磁同步电机的特点及应用12-13
• 1.3.2 永磁同步电机的分类13-14
• 1.3.3 永磁同步电机的结构14
• 1.4 矢量控制的发展现状及特点14-15
• 1.4.1 矢量控制的发展与研究现状14-15
• 1.4.2 矢量控制的特点与存在的问题15
• 1.5 本文研究的主要内容15-17
• 第2章 永磁同步电机矢量控制的基本原理17-29
• 2.1 坐标变换17-19
• 2.1.1 三相/两相坐标系变换17-18
• 2.1.2 静止两相/旋转正交变换18-19
• 2.2 永磁同步电机的数学模型19-20
• 2.2.1 永磁同步电机的数学模型19
• 2.2.2 两相静止坐标系下的数学模型19-20
• 2.2.3 两相旋转坐标系下的数学模型20
• 2.3 矢量控制的基本原理20-21
• 2.4 永磁同步电机矢量控制系统的组成及仿真21-28
• 2.4.1 电压空间矢量PWM(SVPWM)控制原理21-27
• 2.4.2 PMSM控制系统的建模与仿真27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 DSP基于模型设计的系统的开发流程29-40
• 3.1 基于模型设计的软件设计步骤29-31
• 3.2 基于模型设计的软件编程实例31-39
• 3.2.1 实例一：用定时器控制小灯闪烁32-34
• 3.2.2 实例二：采用单极倍频法产生SPWM波34-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 DSP基于模型的PMSM矢量控制系统的设计与仿真40-49
• 4.1 系统仿真模型的设计40-46
• 4.1.1 仿真模块的设计41-42
• 4.1.2 嵌入式模块的设计42-46
• 4.2 系统模型仿真的运行及分析46-48
• 4.3 本章小节48-49
• 第5章 DSP基于模型的PMSM矢量控制系统的实现49-70
• 5.1 模块化编程实现PMSM矢量控制系统框图49-59
• 5.1.1 系统硬件部分的设计49-53
• 5.1.2 系统软件部分的设计53-59
• 5.2 系统的开环控制软件设计及调试59-61
• 5.3 速度环的调试与验证61-64
• 5.4 电流环的调试与验证64-66
• 5.5 系统的闭环调试运行66-68
• 5.6 本章小结68-70
• 总结与展望70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 攻读学位期间发表的学术论文目录78-81

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