基于DSP的开关磁阻电机调速系统研究

论文摘要

开关磁阻电机调速系统(Switched Reluctance Drive,SRD)是集现代电力电子技术和控制技术为一体的典型的机电一体化系统,具有结构简单、坚固、成本低、工作可靠、控制灵活、运行效率高、适合于高速与恶劣环境下运行等优点。但是由于SRM电机本身是一个多可控量、强耦合的非线性系统,所以需要研究其控制方法,从而得到较好的调速性能。论文的主要工作如下:1、对开关磁阻电机调速系统(SRD)在国内外的发展概况进行研究,详细阐述了开关磁阻电机调速系统的基本构成、优点和应用;2、讨论了开关磁阻电机常用控制方式,并对其应用场合及优越点进行分析,从而确定本系统的控制策略;3、分析了控制器DSP的结构特点,并对SRD硬件电路进行设计。以TMS320F2407作为SRM的主控芯片,发出相通断信号和脉宽调制(PWM)信号,从而控制功率变换电路元件的通断。采用模块化编程方法编写了软件,实现了电机运行控制。最后通过调试,初步实现了由DSP芯片控制SRM运行。以往开关磁阻电机多采用单片机为主控芯片,其控制系统响应速度慢,系统可靠性差,而本系统控制电路以美国德州仪器(TI)公司的TMS320LF2407为主控单元,不仅处理速度快,集成度高,而且硬件结构得以简化,控制精度变得更高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 开关磁阻电机调速系统发展简介
• 1.1.1 国外发展概况
• 1.1.2 国内发展概况
• 1.2 开关磁阻电机调速系统概述
• 1.2.1 开关磁阻电机调速系统基本构成
• 1.2.2 开关磁阻电机调速系统的优点
• 1.2.3 开关磁阻电机调速系统的应用
• 1.3 开关磁阻电机调速系统研究现状
• 1.4 本文所做工作
• 第二章 开关磁阻电机基本原理和控制策略
• 2.1 SRM基本结构及工作原理
• 2.2 开关磁阻电机的控制策略
• 2.2.1 开关磁阻电机主要的几种控制方式
• 2.2.2 本系统控制方式
• 第三章 基于DSP的SRD调速系统硬件设计
• 3.1 数字信号处理器介绍
• 3.1.1 DSP简介
• 3.1.2 DSP的应用
• 3.1.3 DSP芯片的选择
• 3.1.4 TMS320LF2407的结构及特点
• 3.1.5 典型电机微控制器性能比较
• 3.1.6 DSP系统设计过程
• 3.2 总体设计方案
• 3.3 功率变换器的设计
• 3.3.1 功率变换器选用原则和依据
• 3.3.2 常用功率变换器形式
• 3.3.3 功率变换器主电路及工作原理
• 3.3.4 功率电路的相开关通断时刻
• 3.3.5 功率变换器元器件的选择和定额
• 3.4 主开关驱动电路的设计
• 3.5 其他模块设计
• 3.5.1 位置传感器电路的设计
• 3.5.2 电流检测
• 3.5.3 显示电路
• 3.6 硬件调试的注意事项
• 第四章 基于DSP的SRD调速系统软件设计
• 4.1 调速系统控制策略的实施方案
• 4.2 软件设计
• 4.2.1 控制算法
• 4.2.2 DSP中断编程方法和问题
• 4.2.3 软件结构
• 4.3 子程序介绍
• 4.3.1 运行子程序
• 4.3.2 测速子程序
• 4.3.3 相通断角计算子程序
• 4.3.4 捕获中断子程序
• 4.3.5 A/D转换中断服务程序
• 4.3.6 键盘与显示子程序
• 第五章 试验结果与分析
• 5.1 试验方案
• 5.2 试验结果及分析
• 第六章 结论及展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 研究生期间撰写的论文