基于TMS320F2812的无速度传感器矢量控制变频调速系统的研究

论文摘要

论文研究了基于TMS320F2812DSP的无速度传感器矢量控制变频调速系统,利用所设计的平台对异步电动机的数字化控制进行了深入分析和研究,并得到了正确的结论。本文的研究结果对交流变频调速及无速度传感器矢量控制技术具有一定的参考及实用价值。针对无速度传感器控制理论提出基于模型参考自适应理论的转速估算方法,并将交流变频调速和转子磁场定向的矢量控制技术相结合,利用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术产生SVPWM波驱动异步电机,可形成交流电机无速度传感器的闭环矢量控制,从而可改善调速系统的静、动态性能。论文详细介绍了交流变频调速及矢量控制技术的原理,给出了电压正弦脉宽调制的DSP实现算法,对无速度传感器矢量控制技术部分进行了仿真,利用软硬件两种方案编写软件实现了SVPWM波,对整个无速度传感器矢量控制变频调速系统的软件实现算法进行了研究并编写了相应的程序,所有程序在CCS3.1软件调试环境下成功通过了调试。最后,给出了系统主电路结构。以TI公司的TMS320F2812DSP为主控单元设计了控制电路,并且给出了驱动、检测及保护电路的设计。在设计的硬件平台上进行了异步电动机控制程序的调试,通过对实验的分析,可以看出设计的系统具有良好的静、动态性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 交流调速技术发展的概况
• 1.1.1 电力电子器件和变频技术的发展
• 1.1.2 控制技术的发展
• 1.2 数字控制技术的发展现状
• 1.3 本课题研究的背景和主要内容
• 1.3.1 研究的背景
• 1.3.2 研究的主要内容
• 第二章 脉宽调制变频调速控制技术
• 2.1 变频调速的基本原理
• 2.2 脉宽调制技术
• 2.2.1 PWM 控制性能指标
• 2.2.2 PWM 调制方法及其控制模式
• 2.3 电压正弦脉宽调制技术
• 2.3.1 自然采样法
• 2.3.2 对称规则采样法
• 2.3.3 不对称规则采样法
• 2.3.4 SPWM 波的DSP 实现
• 2.4 电压空间矢量脉宽调制技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 异步电动机矢量控制技术
• 3.1 矢量控制原理
• 3.1.1 矢量变换控制的基本思想
• 3.1.2 坐标变换理论
• 3.1.3 异步电动机数学模型
• 3.2 转子磁场定向矢量控制基本原理
• 3.2.1 按转子磁场定向的三相异步电机数学模型
• 3.2.2 按转子磁场定向的矢量控制基本方程式
• 3.3 矢量控制的磁通观测
• 3.4 采用 SVPWM 技术的矢量控制系统
• 3.5 本章小结
• 第四章 无速度传感器矢量控制理论
• 4.1 无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法
• 4.1.1 基于PI 自适应控制器法
• 4.1.2 扩展卡尔曼滤波器法
• 4.1.3 基于人工神经元网络的方法
• 4.2 模型参考自适应控制
• 4.2.1 模型参考自适应控制原理
• 4.2.2 正实函数与正实函数矩阵
• 4.2.3 波波夫超稳定性理论
• 4.2.4 基于模型参考自适应法的速度辨识
• 4.3 无速度传感器矢量控制系统
• 4.3.1 无速度传感器矢量控制系统结构
• 4.3.2 无速度传感器矢量控制系统仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统硬件设计
• 5.1 系统硬件结构
• 5.2 主电路
• 5.2.1 整流滤波电路
• 5.2.2 逆变电路
• 5.2.3 驱动隔离电路
• 5.3 检测隔离电路
• 5.3.1 电流检测
• 5.3.2 电压检测
• 5.4 保护电路
• 5.4.1 过流检测电路
• 5.4.2 过压检测电路
• 5.4.3 温度控制电路
• 5.5 DSP 控制板
• 5.6 本章小结
• 第六章 系统软件设计
• 6.1 系统的构成
• 6.2 系统软件实现
• 6.2.1 程序中数据的处理
• 6.2.2 主程序
• 6.2.3 定时器下溢中断子程序
• 6.3 SVPWM 波的DSP 实现
• 6.3.1 软件法
• 6.3.2 硬件法
• 6.4 软件调试环境简介
• 6.5 本章小结
• 第七章 实验结果分析及展望
• 7.1 实验结果分析
• 7.2 全文总结及后续工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 附录