学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于SVPWM与软件锁相环的电机驱动技术研究

作　者: 于浩
导　师: 叶声华
学　校: 天津大学
专　业: 测试计量技术与仪器
关键词: 空间电压矢量 DSP 锁相环电机驱动
分类号: TM33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 226次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

伴随着现代工业的发展,对大尺寸的测量精度的要求也在逐步提高。在我国,随着造船业的发展以及大飞机项目的实施,对大尺寸的定位测量精度也有了新的要求。本文所阐述的wMPS测量系统是一种基于角度交汇原理的室内多任务实时扫描激光测量系统,因其高实时性、多用户共享和不会掉光等优点,在大尺寸器械的装配上具有广阔的应用前景。本文研究的是对于wMPS系统中扫描平台的电机进行控制的新方法。不同于传统的普通脉宽调制驱动方法和PID控制算法,本文采用的是空间电压矢量算法实现的正弦波驱动和软件锁相环调速技术。空间电压矢量驱动算法由TI公司的TMS320F2812型号DSP实现,驱动三相逆变电桥的开关状态,对电机实现驱动。采用此种方法相对于传统的驱动方式,有效地减少了谐波,并提高了逆变器直流供电电源的利用效率。在闭环控制方面,通过光电码盘获取电机的相位和频率信号,并输入到DSP中实现软件锁相环算法。利用锁相环鉴频鉴相的原理,实现电机转速的恒速锁定,以满足扫描平台匀速旋转的需要。此方法因采用相位代替速度作为控制信号,减小了系统误差,在稳态精度方面具有独特优势,更适合wMPS系统的需要。本文给出了DSP实现空间电压矢量正弦波驱动和锁相环调速的软件算法,并对驱动电路及反馈回路的硬件部分进行了设计及实验验证。最后对实验结果进行分析,满足系统的精度要求,并提出进一步的改进方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 引言  7
  1.2 大尺寸测量技术  7-8
  1.3 wMPS 三维测量系统  8-10
    1.3.1 wMPS 三维测量系统的应用  8-9
    1.3.2 wMPS 三维测量系统的发展状况  9-10
  1.4 无刷直流电机的发展现状  10-11
  1.5 课题意义和主要工作  11-13
第二章 wMPS 测量系统原理  13-23
  2.1 角度交汇原理  13-15
  2.2 wMPS 系统组成  15-18
    2.2.1 发射器  15-16
    2.2.2 接收器  16-17
    2.2.3 系统软件  17-18
  2.3 测量过程  18-21
    2.3.1 垂直角的测量  19-20
    2.3.2 水平角的测量  20-21
  2.4 系统误差分析  21-22
  2.5 系统参数  22
  2.6 本章小结  22-23
第三章无刷直流电机的工作原理及数学模型  23-30
  3.1 无刷直流电机工作结构  23-27
    3.1.1 电机本体  23-24
    3.1.2 位置传感器  24-26
    3.1.3 逆变器结构  26-27
  3.2 无刷直流电机的数学模型  27-29
    3.2.1 无刷直流电机的等效电路模型  27-29
    3.2.2 无刷直流电机转子运动方程  29
  3.3 本章小结  29-30
第四章无刷直流电机的SVPWM 驱动  30-42
  4.1 驱动方案的选择  30-32
    4.1.1 PWM 介绍  30
    4.1.2 SPWM 介绍  30-31
    4.1.3 SVPWM 介绍  31-32
  4.2 SVPWM 算法  32-37
    4.2.1 逆变桥开关状态与输出电压  32-33
    4.2.2 三相坐标到两相坐标的转化  33-34
    4.2.3 参考电压矢量的分解  34-36
    4.2.4 扇区号的计算  36-37
  4.3 基于DSP 的SVPWM 实现  37-41
    4.3.1 TMS320F2812 简介  37
    4.3.2 事件管理器  37-39
    4.3.3 软件编程实现  39-41
    4.3.4 示例波形  41
  4.4 本章小结  41-42
第五章锁相环控制技术  42-46
  5.1 数字控制系统  42
  5.2 锁相环控制原理  42-43
  5.3 电机控制用锁相环  43-44
    5.3.1 锁相环控制原理  43
    5.3.2 电机锁相环系统优势  43-44
  5.4 电机锁相环系统设计  44-45
  5.5 本章小结  45-46
第六章系统硬件设计  46-56
  6.1 系统总体方案设计  46
  6.2 DSP 最小系统  46-48
  6.3 电源模块  48-50
  6.4 逆变桥模块  50-52
    6.4.1 逆变桥主电路  50-51
    6.4.2 逆变桥驱动电路  51-52
  6.5 光电耦合电路  52-53
  6.6 编码器接口电路  53-55
  6.7 本章小结  55-56
第七章实验调试与验证  56-64
  7.1 SVPWM 波调试  56-57
  7.2 整体性实验  57-62
  7.3 实验结果分析  62-63
  7.4 本章小结  63-64
第八章总结与展望  64-66
  8.1 全文总结  64
  8.2 工作展望  64-66
参考文献  66-69
发表论文和参加科研情况说明  69-70
致谢  70

基于SVPWM与软件锁相环的电机驱动技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文