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基于DSP的MRAS矢量控制系统研究与开发
作 者: 白继荣
导 师: 叶文华
学 校: 南京航空航天大学
专 业: 机械电子工程
关键词: 三相交流异步电机 无速度传感器矢量控制 模型参考自适应系统 数字信号处理 速度估计 功率驱动
分类号: TM343
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 234次
引 用: 3次
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内容摘要
随着矢量控制方法在三相交流异步电机中应用的成熟,无速度传感器矢量控制方法逐渐成为研究的热点。本文对MRAS估计电机转速的无速度传感器矢量控制方法进行了研究和改进,并在基于DSP的原型系统中得到了实现。本文首先介绍了无速度传感器矢量控制方法的优势、现状及发展方向。通过分析电机的数学模型和矢量控制的基本方程,给出无速度传感器矢量控制系统的原理框图,阐述了传统的MRAS估计电机转速的实现方法,并分析其存在的问题,提出了一种改进的MRAS方法。然后,在MATLAB中对电机模型和改进的MRAS矢量控制方法进行了仿真研究,并将传统和改进的MRAS作了对比分析。为了研究基于DSP的矢量控制系统和实现改进的MRAS方法,作者建立了异步电机矢量控制的原型系统,开发了功率驱动板,设计了主要硬件电路,包括整流、滤波、逆变、驱动、隔离、电压检测、电流检测和保护电路等,开发了MRAS矢量控制算法的DSP程序和人机操作界面软件,并对原型系统进行了试验,验证了改进的MRAS方法和基于DSP的矢量控制系统。最后对论文进行了总结并提出了进一步的研究方向。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-14 第一章 绪论 14-22 1.1 课题研究的背景和意义 14 1.2 无速度传感器的交流异步电机速度控制系统概述 14-18 1.2.1 控制器 15-16 1.2.2 功率驱动器 16-17 1.2.3 三相交流异步电机 17-18 1.3 无速度传感器矢量控制的发展现状和展望 18-20 1.3.1 无速度传感器矢量控制的优势 18-19 1.3.2 无速度传感器矢量控制的研究现状与存在问题 19-20 1.3.3 无速度传感器矢量控制的发展方向 20 1.4 本文主要内容 20-22 1.4.1 论文研究目标与内容 20 1.4.2 论文结构安排 20-22 第二章 三相交流异步电机的控制原理 22-35 2.1 电机数学模型 22-25 2.1.1 空间矢量的定义 22 2.1.2 动态数学模型的建立 22-25 2.2 数字化控制的实现 25-26 2.3 矢量控制方程 26-27 2.4 无速度传感器矢量控制的原理 27-33 2.4.1 Clarke 变换 28 2.4.2 Park 变换和Park 逆变换 28 2.4.3 SVPWM 算法 28-30 2.4.4 转子磁链估计 30-31 2.4.5 MRAS 速度估计法 31-33 2.5 改进的MRAS 速度估计法 33-35 第三章 改进的MRAS 矢量控制系统的仿真研究 35-44 3.1 同步旋转坐标系下电机模型及其仿真 35-37 3.2 基于MRAS 的矢量控制系统仿真 37-44 3.2.1 改进的MRAS 矢量控制系统模型图 37-39 3.2.2 PI 闭环控制器 39-40 3.2.3 仿真结果分析 40-44 第四章 基于DSP 的MRAS 矢量控制原型系统开发 44-73 4.1 原型系统总体设计 44-45 4.2 系统硬件设计与实现 45-57 4.2.1 主要器件的选择 45-47 4.2.2 TMS320F2812 的主要功能模块 47-50 4.2.3 整流和滤波电路 50 4.2.4 逆变电路 50-52 4.2.5 信号传输及光耦隔离电路 52-53 4.2.6 电流检测电路 53-54 4.2.7 直流母线电压检测电路 54-55 4.2.8 故障保护电路 55-56 4.2.9 放电电路 56 4.2.10 电源隔离电路 56-57 4.3 DSP 程序开发 57-68 4.3.1 模拟量归一化 57-58 4.3.2 DSP 程序流程图 58-66 4.3.3 DSP 软件开发平台和程序烧写介绍 66-67 4.3.4 离散化处理 67-68 4.4 人机操作界面软件开发 68-71 4.5 原型系统介绍 71-73 第五章 实验与结果分析 73-76 5.1 实验设计 73 5.2 实验结果分析 73-76 第六章 总结与展望 76-78 6.1 本文主要工作 76 6.2 后续工作展望 76-78 参考文献 78-81 致谢 81-82 攻读硕士期间发表的论文和科研工作 82
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 异步电机
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