学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于TMS320F240的全数字化异步电机直接转矩控制系统的研究

作　者: 高志光
导　师: 张爱玲
学　校: 太原理工大学
专　业: 电机电器
关键词: 异步电机 数字信号处理器(DSP) 直接转矩控制(DTC) 磁链观测器
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 433次
引　用: 13次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


直接转矩控制作为一种新的控制方法不同于磁场定向控制，它可以在不需要复杂控制算法的情况下准确而快速的控制异步电机的转矩和磁链，而且，在原理上直接转矩控制只需知道定子电阻，从而增强了控制系统随参数的鲁棒性。本文首先在空间矢量理论的基础上介绍了异步电机和逆变器的基本数学模型，然后给出了直接转矩控制的概念，重点对直接转矩控制策略和开关表策略进行了深入的讨论，而且通过对开关表作出不同选择时磁链和转矩所产生的不同响应来加以详细说明。最后提出一种改进的定子磁链调节器和转矩调节器，使系统在低速时仍可以保持较好的特性。 为了验证异步电机直接转矩控制系统的可行性，建立了基于MATLAB/SIMULINK软件包的仿真系统。文中介绍了仿真模型的各组成部分，包括扇区选择、开关表、转矩调节器和磁链调节器等。最后给出了仿真结果，可以看出该系统有较好的低速性能，转矩和转速 太原理工大学硕士学位论文脉动较小、动态响应快等，从而证明了直接转控制系统的可行性。 数字信号处理器(DSP)运行速度快，能够完成复杂的控制算法，建立高精度控制系统，所以使得直接转矩控制系统的实现成为可能，。本文在以16位定点数字信号处理器(DSP) TMS32OF24O作为主控制器的研究平台上，实现了全数字化异步电机直接转矩控制系统。在实现过程中，主要解决了以下几个问题:(1)深入研究了直接转矩控制方式下PWM生成机理，充分利用DSP的硬件资源，提出了一种适合直接转矩控制的PWM波生成方法;(2)在定点DSP上实现浮点运算;(3)整套控制算法采用了标么值形式，提高了运算精度;(4)采用离散化算法实现积分运算和PI调节器。一台2 .Zkw异步电机的实验结果表明:该系统低速时具有较强的带载能力和抗干扰能力、转矩和转速动态响应快、调节器跟随效果好，电流谐波含量较少等特点。验证了本文提出的改进型转矩和磁链观测器的可行性，对直接转矩控制在工程上的应用具有参考价值。

全文目录


第一章 前言  10-19
  1.1 交流电机变频调速系统的现状和发展  10-12
  1.2 数字信号处理器(DSP)的特  12-14
  1.3 直接转矩控制的主要特点  14-15
  1.4 本课题国内外研究概况  15-17
  1.5 课题及意义  17
  1.6 本文主要工作  17-19
第二章 异步电机直接转矩控制基本理论  19-43
  2.1 引言  19-20
  2.2 异步电机直接转矩控制的基本概念  20-32
    2.2.1 异步电机矢量方程  20-22
    2.2.2 电压型逆变器的电压状态和电压空间矢量的基本概念  22-25
    2.2.3 电压空间矢量对定子磁链的影响  25-27
    2.2.4 电压空间矢量对电机转矩的影响  27-29
    2.2.5 电压空间矢量的正确选择  29-32
  2.3 直接转矩控制的基本组成  32-40
    2.3.1 磁链环和转矩环的协调控制  33-35
    2.3.2 磁链环的设计  35-36
    2.3.3 转矩环设计  36-37
    2.3.4 开关矢量表  37-38
    2.3.5 磁链环和转矩环协调控制策略  38-39
    2.3.6 速度环设计  39-40
  2.4 异步电机磁链和转矩的估算  40-42
    2.4.1 异步电机磁链的估算方法  40-41
    2.4.2 异步电机的转矩估算方法  41-42
  2.5 定子磁链运行区间判断  42-43
第三章 异步电机直接转矩控制在仿真软件MATLAB中的实现  43-57
  3.1 系统仿真软件MATLAB及SIMULINK仿真包简介  43-44
  3.2 直接转矩控制系统仿真  44-49
  3.3 直接转矩控制系统仿真结果  49-57
第四章 全数字化异步电机直接转矩控制系统  57-73
  4.1 基于DSP的实验开发装置简介  57-63
    4.1.1 主回路硬件系统  59-60
    4.1.2 控制回路硬件系统  60-63
  4.2 直接转矩控制系统软件实现  63-70
    4.2.1 控制系统的软件设计  63-67
    4.2.2 速度调节器  67
    4.2.3 磁链I-n模型的算法实现  67-68
    4.2.4 定子磁链运行区间的判断  68-69
    4.2.5 控制矢量输出  69-70
  4.3 数据格式定义  70-73
    4.3.1 浮点运算处理方法  70-71
    4.3.2 速度采样格式及定标  71-73
第五章 实验结果  73-77
  5.1 负载突变实验  73-75
  5.2 正反转实验  75-76
  5.3 定子磁链轨迹  76-77
第六章 全文总结  77-79
感谢信  79-80
参考文献  80-84
附录Ⅰ 坐标变换  84-86
附录Ⅱ 基值的选取和标幺值的计算  86-87

相似论文

  1. 矿用电动机软起动器实验装置设计,TM343.2
  2. 双馈异步电机双PWM变流器控制的仿真研究,TM46
  3. 基于STM32异步电机SVM-DTC系统的设计,TM921.2
  4. 基于DSP与SVPWM电机变频调速系统的设计与研究,TM921.51
  5. 基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究,TM921.51
  6. 基于MRAS异步电机无速度传感器矢量控制系统的研究,TM343
  7. 基于DSP的电机转子断条故障的诊断系统,TM307
  8. 电力牵引异步电机变频调速系统的研究,TM343
  9. 燃料电池城市客车车用异步电机控制策略优化,TM343
  10. 大型异步电机通风散热优化设计,TM343
  11. 基于NiosII的SVPWM控制器的研究,TM571
  12. 异步电机矢量控制系统的参数辨识研究,TM343
  13. 风力发电机组风轮模拟系统的研究,TM315
  14. 基于LabVIEW的能量回馈式测功机系统研究,TM343
  15. 基于DSP控制的偏磁式消弧线圈自动调谐系统研制,TM762
  16. 基于ADRC的异步电机矢量控制研究,TM343
  17. 基于三电平逆变器的异步电动机矢量控制系统研究,TM343
  18. 基于变频调速技术的节能改造研究,TM921.51
  19. 基于STM32的应急通风逆变电源的研究与设计,TM464
  20. 基于神经网络的电机磁链观测器的研究,TP183
  21. 棉花异纤在线检测清除系统的研究,TS112.6

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 异步电机
© 2012 www.xueweilunwen.com