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基于DSP的三相异步电动机直接转矩控制系统研究

作　者: 何新军
导　师: 罗隆福
学　校: 湖南大学
专　业: 电机与电器
关键词: 直接转矩控制 DSP 三相异步电动机磁链观测转矩观测电压空间矢量磁链调节转矩调节
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 413次
引　用: 8次
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内容摘要

本文首先论述了三相异步电动机直接转矩控制系统的基本工作原理及特点，介绍了三相异步电动机的数学模型及其电压、磁链方程，较详细地论述了直接转矩控制的控制思想：基于定子坐标的定子磁链、电磁转矩观测；电压空间矢量的调节作用。接下来对DSP也作了一个简单介绍，并介绍了模糊控制原理、特点及模糊控制器的设计方法。作为本文的一个创新点，针对普通的直接转矩控制在给定转矩跃变时反应较慢的缺点，提出了一种模糊控制器，把磁链位置、磁链误差和转矩误差作为模糊输入变量，应用模糊逻辑来确定逆变器的开关状态，该模糊控制器根据一套基于专家经验和知识的模糊规则来选择开关状态，从而有效地提高了系统在启动和负载突变时的响应速度。接下来的两章，对作者研制的数字控制系统的硬、软件设计作了详细论述。硬件部分先作了整体设计的论述，然后具体介绍了功率电路、控制电路、检测电路以及DSP的正交解码电路。软件部分首先介绍了系统软件流程图，论述了软件的整体设计思想，给出了主程序、定时器中断服务子程序流程图及部分程序代码，较详细地介绍了定时器中断服务子程序、速度检测子程序。最后简单介绍了本系统的启动限流与弱磁技术。将本文的设计方案应用到一台实验用三相异步电动机上，仿真实验结果表明本文所设计的基于TMS320F240 DSP芯片的数字控制系统能够控制电机稳定运行，启动及负载突变时反应迅速，被试电机动态性能良好。因此，本文将智能控制与交流调速相结合，把模糊控制引入直接转矩控制技术中，能提高电机控制系统的动态性能及抗参数变化能力，具有较好的实用价值。

全文目录

中文摘要  2-3
英文摘要  3-6
第一章绪论  6-8
第二章直接转矩控制系统的基本原理  8-16
  2． 1 直接转矩控制系统模型及其数学关系  8-9
  2． 2 直接转矩控制的控制策略  9-10
  2． 3 逆变器的8种开关状态和电压状态  10-11
  2． 4 -120°电压空间矢量的调节作用  11-13
  2． 5 磁链、转矩调节器及电压状态选择  13-16
    2． 5． 1 磁链调节器  13
    2． 5． 2 转矩调节器  13-14
    2． 5． 3 区段的电压状态选择  14-16
第三章数字信号处理器（DSP）概述  16-20
  3． 1 DSP简介  16
  3． 2 TMS320系列DSP简述  16-17
  3． 3 TMS320F240 DSP控制器  17-20
第四章模糊控制理论概述  20-31
  4． 1 模糊控制理论的产生发展历史  20
  4． 2 模糊控制的基本原理  20-21
  4． 3 模糊控制的特点  21-22
  4． 4 模糊控制器的基本设计方法  22-28
    4． 4． 1 模糊控制器的结构设计  23-24
    4． 4． 2 模糊控制规则的设计  24-26
    4． 4． 3 精确量的模糊化  26
    4． 4． 4 模糊推理与非模糊化  26-28
  4． 5 模糊控制器的规则特性  28-31
    4． 5． 1 控制规则的完整性  28-29
    4． 5． 2 控制规则的干涉性  29
    4． 5． 3 控制规则的相容性  29-30
    4． 5． 4 控制规则的鲁棒性  30-31
第五章模糊控制原理在直接转矩控制中的应用  31-37
  5． 1 模糊变量及隶属度函数  32-33
  5． 2 模糊规则与模糊推理  33-37
第六章控制系统硬件设计  37-43
  6． 1 整体设计论述  37-38
  6． 2 功率电路  38-39
  6． 3 控制电路  39-40
  6． 4 检测电路  40-42
    6． 4． 1 速度检测  40
    6． 4． 2 电流、电压检测  40-42
  6． 5 电源模块  42-43
第七章控制系统软件设计  43-52
  7． 1 整体设计论述  44-48
  7． 2 速度检测子程序  48-50
  7． 3 DTC的启动限流及弱磁技术  50-52
第八章实验研究与结论  52-56
结束语  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-61

基于DSP的三相异步电动机直接转矩控制系统研究

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