基于DSP无速度传感器直接转矩控制系统的研究

摘要

该文详细阐述了直接转矩控制的基本原理和实现方法.直接转矩控制采用空间矢量的概念来分析异步电机的数学模型和控制其各物理量,直接在定子坐标系中计算和控制转矩和磁通,借助于离散的两点式调节(Bang-Bang控制)产生PWM信号,直接对逆变器的开关状态进行优化控制,以获得转矩的高动态性能.该文采用DSP设计了直接转矩控制系统,详细推导了速度估计方法,进行了无速度传感器的速度闭环控制.针对系统存在的磁链偏差和转矩脉动问题,采取了改进的磁链计算方法和速度低通滤波、转矩滑动滤波等措施,提高了系统的性能.在TMS320F240为核心的硬件基础上,采用汇编语言编制了系统控制软件,实现了无速度传感器直接转矩控制算法.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2异步电机调速系统的发展概况

1.2.1电力电子器件的发展

1.2.2微处理器的发展

1.2.3控制策略的发展

1.3课题的研究状况与意义

1.3.1课题的研究状况

1.3.3研究意义

1.4本文的主要工作

第二章直接转矩控制的基本原理及方法

2.1异步电机的数学模型

2.2逆变器的数学模型和空间电压矢量

2.3直接转矩控制的基本原理

2.3.1磁通控制原理

2.3.2转矩控制原理

2.4直接转矩控制系统的实现方法

2.4.1控制系统的基本组成

2.4.2定子磁链和转矩的观测与计算

2.4.3磁链与转矩给定值的计算

2.4.4电压矢量的选择方法

第三章无速度传感器控制技术的研究

3.1概述

3.2模型参考自适应速度观测器

3.2.1 MRAS速度辨识原理

3.3转差速度估计器

3.3.1转差速度直接计算法

3.3.2直接计算法存在的问题分析

3.4改进的磁链计算方法

3.4.1定子磁链计算方法的改进

3.4.2转子磁链计算方法的改进

3.5减小转矩脉动的措施

3.5.1转矩脉动问题的分析

3.5.2零矢量调制控制法

3.6系统传函分析与仿真

第四章系统的硬件电路设计与实现

4.1系统的硬件结构

4.2 TMS320F240简介

4.3系统主电路的设计

4.4系统逆变电路的设计

4.4.1驱动电源的设计

4.4.2驱动控制电路的设计

4.5系统保护电路的设计

4.5.1 IPM故障保护电路

4.5.2过流保护电路

4.6信号采样电路的设计

4.6.1电流采样电路

4.6.2电压采样电路

4.6.3辅助供电电源

第五章系统的软件设计和实现

5.1系统软件结构框图

5.2主程序模块

5.3定时器1中断服务模块

5.4定时器2中断服务模块

5.5故障中断服务模块

第六章实验结果与分析

6.1实验的设备和对象

6.2实验测试结果

6.3实验结果分析

第七章全文总结与展望

7.1全文总结

7.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录