基于DSP对永磁同步电机直接转矩控制技术的研究

论文摘要

永磁同步直线电机直接转矩控制技术以其简洁明了的系统结构,良好的动、静态性能等优点,独特的控制思想在工业界和学术领域受到大量的关注,并成为电气行业领域研究的热点。直接转矩控制是一种新型高性能的交流调速技术,因而,永磁同步电机的直接转矩控制系统成为了当今研究的热点。论文以基于DSP对永磁同步电机直接转矩控制技术的研究为目的,具有一定的理论指导和实际意义。通过查阅大量的国内外相关资料文献,对永磁同步电机的概况,永磁同步电机的控制策略,永磁同步电机直接转矩控制的国内外研究现状进行了详细的阐述。讨论了永磁同步电机的结构、三个坐标系下的数学模型及其变换方法,实现交流电机多变量及其相互作用的解耦,将交流电机化简并等效成直流电机来进行分析。并在MATLAB/SIMULINK软件环境下进行了永磁同步电动机直接转矩控制制系统的仿真研究。基于TMS320F2812DSP对永磁同步电机直接转矩控制系统的软硬件平台进行了设计。针对永磁同步电机直接转矩控制系统存在的诸多问题,提出了抗饱和的数字PID设计,对永磁同步电机直接转矩控制系统的软硬件平台进行了研究,基于理论定性分析可知,该方法可以减少转矩和磁链的脉动,有着良好的动、静态性能,而且响应速度较快,系统的性能得到显著提高。论文对于永磁同步电机的直接转矩控制系统的构建理论具有指导意义以及参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 永磁同步电机概况
• 1.3 永磁同步电机（PMSM） 控制策略介绍
• 1.3.1 恒压频比控制（VVVF）
• 1.3.2 磁场定向控制（FOC）
• 1.3.3 直接转矩控制（DTC）
• 1.3.4 非线性控制和智能控制
• 1.4 永磁同步电机直接转矩控制研究现状
• 1.5 本文的主要研究内容及组织结构
• 第二章 永磁同步电机结构及其数学模型
• 2.1 永磁同步电机结构
• 2.2 永磁同步电机的数学模型
• 2.2.1 Clark 变换和Park 变换
• 2.2.2 三相静止坐标系下的数学模型
• 2.2.3 两相静止坐标系下的数学模型
• 2.2.4 两相旋转坐标系下的数学模型
• 2.3 本章小结
• 第三章 永磁同步电机直接转矩控制系统及仿真分析
• 3.1 永磁同步电机直接转矩控制理论
• 3.2 永磁同步电机直接转矩控制控制系统
• 3.2.1 直接转矩控制控制原理图
• 3.2.2 空间电压矢量
• 3.2.3 转矩控制
• 3.2.4 磁链控制
• 3.2.5 开关表
• 3.3 永磁同步电机直接转矩控制系统仿真研究
• 3.3.1 仿真环境MATLAB简介
• 3.3.2 PMSM直接转矩控制系统仿真
• 3.4 本章小结
• 第四章 永磁同步电机直接转矩控制数字化的实现
• 4.1 硬件结构设计
• 4.1.1 DSP2812控制系统介绍
• 4.1.2 主电路设计
• 4.1.3 检测电路设计
• 4.1.4 时钟与复位电路
• 4.2 软件设计
• 4.2.1 软件结构与程序流程图
• 4.2.2 SVPWM实现
• 4.2.3 抗积分饱和的数字PID设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 附录
• 致谢