全数字化异步电机矢量控制系统的研究

论文摘要

交流变频调速系统在工业、民用领域的应用越来越多,人们也进一步追求异步电机矢量控制系统及通用变频器的全数字化、高性能、高精度、高稳定性。同时,随着应用的越来越广,如何在追求高性能和设计方便程度、系统的成本之间找到一个平衡点,也是人们关心的话题之一。基于SVPWM等的高性能矢量控制技术提高了系统的性能,尤其是直流电压利用率,越来越受到人们的青睐,但基于SVPWM的矢量控制但要求系统具有强大的计算、处理、控制能力,对控制芯片的要求也越来越高。如何在现有技术条件下,选择合适且高性价比的控制芯片来实现数字化控制也是作为工程技术人员关注的内容,数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的出现增强了数字化控制的计算能力,有其各自的特点和优势,本文在这方面进行了相关论述。本文在分析目前异步电机变频调速理论的基础上,深入研究基于SVPWM调制的高性能异步电机的矢量控制策略,并基于Matlab/Simulink进行了仿真、分析。文中第四章和第五章分别以IRMCK201和TMS320F2808为核心,设计控制系统的硬件和软件,比较矢量控制数字化FPGA和DSP实现的优、劣。同时由于矢量控制中需要较精确电机参数,相应的通用变频器需要对所接电机进行参数辨识或自学习,本文提出了一种异步电机参数辨识方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 交流调速技术概况
• 1.2 异步电机矢量控制技术的发展
• 1.3 PWM 控制技术的发展
• 1.4 变频调速系统的全数字化实现
• 1.5 获得异步电机的参数的重要性
• 1.6 本文研究的主要内容
• 2 异步电机的数学模型
• 2.1 在三相坐标系下的数学模型
• 2.2 在两相静止坐标系下的数学模型
• 2.3 在两相旋转MT 坐标系下的数学模型
• 2.4 坐标变换
• 3 异步电动机SVPWM 矢量控制原理及其仿真
• 3.1 转差频率矢量控制原理和控制框图
• 3.2 电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）
• 3.3 基于 Matlab/simulink 的系统仿真分析
• 3.4 本章小结
• 4 基于 IR 公司 iMotion 的异步电机矢量控制系统实现
• 4.1 iMotion 平台及 IRMCK201 简介
• 4.2 基于IRMCK201 的异步电机矢量控制系统硬件设计设计
• 4.3 系统的控制策略及上位机软件
• 4.4 实验结果及分析
• 4.5 本章小结
• 5 基于TI 公司DSP 的全数字化异步电机矢量控制系统的实现
• 5.1 TMS320F2808 简介及优势
• 5.2 基于TMS320F2808 异步电机矢量控制系统的硬件设计
• 5.3 TMS320F2808 最小系统简介
• 5.4 与原系统的硬件对接
• 5.5 控制策略及软件流程
• 5.6 实验结果
• 5.7 本章小结
• 6 异步电机参数辨识的研究
• 6.1 异步电机的矢量控制与参数辨识
• 6.2 一种参数辨识方法的实现
• 6.3 参数辨识系统的仿真验证
• 6.4 本章小结
• 全文总结
• 致谢
• 参考文献