基于DSP的异步电机矢量控制系统的研究与设计开题报告.doc

研究生学位论文开题报告 学位级别 工程硕士 学科专业 控制工程 姓 名 指导教师 入学年月 填表日期 2007年 月 日 任务来源 自选 校项目编号 经 费 课题名称 基于DSP的异步电机矢量控制系统的研究与设计 论文题目或选题范围 基于DSP的异步电机矢量控制系统的研究与设计 阅读文献情况 国内文献 19篇 开题日期 国外文献 12篇 开题地点 上海大学 内容提要： 随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术己成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节能、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 高速度的数字控制是未来交流变频调速的一个发展方向，在电机控制系统中采用的是电机专用型DSP控制器，它不仅具有一般通用DSP稳定性强、精度高、可重复性好等优点，其内部还集成了电机控制用的外围设备，大大简化了硬件组成系统，降低了成本。 矢量变换控制是在交流电动机的双轴理论、机电能量转换和坐标变换理论的基础上发展起来的。它的主要思想是在基于转子磁链定向的同步旋转坐标系中把定子电流矢量分解为两个分量:一个分量与转子磁链矢量重合，称为励磁电流分量;另一个分量与转子磁链矢量垂直，称为转矩电流分量。通过控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小，以实现他励直流电动机那样对磁场和转矩的解祸控制。 本课题应用矢量控制的原理，采用TI的电机专用控制芯片TMS320LF2407DSP,开发出了基于矢量控制的变频调速系统。所采用的新型的PWM调制方式—空间电压矢量法(SVPWM )，提高了能量的利用效率。主要的工作如下： 1、深入研究了转了磁场定向矢量控制系统的数学模型，设计了转速、磁通及转矩的闭环调节器:对SVFWM的工作原理和控制算法进行了研究，并分析比较了它的两种控制方式。 2、分析了异步电机在二相静止坐标系、两相静止与旋转坐标系下的电机基本数学模型和控制基本方程，在进行相应的坐标变换以后，得到了基于转子磁定向的同步旋转坐标系下的控制方程式;分析了电压空间矢量脉宽调制的基本原理、控制算法。 3、确定适合本系统要求的控制方案，对比不同调制方式，完成系统的方框图;设计了控制系统的硬件电路，包括主电路和功率电路等。 4、设计了控制系统的软件部分，给出了基于TMS320LF2407的矢量控制系统软件流程和各子模块的具体实现。 论文完成了控制算法、控制软件、控制系统硬件电路及功率电路的设计，并且在调试中对驱动电路以及保护电路的参数优化进行了分析。同时针对转子磁链受电机参数影响误差较大的缺点，采用改进的电压模型和电流模型相结合的方法，提高了磁链观测器运算精度以及对电机参数的鲁棒性。实验结果表明了系统设计方案的有效性和可行性。 参考文献： [1]Texas Instruments. Implementation of a speed Brushless DC Drive Using TMS320F240[M].2003:67-111. [2]Texas Instruments. Implementation of a speed Field Orientation Control of Three Phase AC induction Motor using TMS320F240[M]. 2003: 25-36. [3]Texas Instrument s. Implementation of a speed field Orientation control of three Phase AC induction Motor using TMS320F240[M]. 2003: 8-58. [4]Texas Instrument s. AC Induction Motor Control Using Constant V/Hz Principle and Space Vector PWM[M]. 2003: 16-65. [5]Texas Instruments .DSP Solution For AC Induction Motor[M]. 2003:15 -26. [6]Murphy ,J, Turnbull FG .Power Electronic Control of