永磁同步电动机直接转矩控制系统磁链控制策略研究

摘要

本文首先介绍了直接转矩控制(DTC)理论的发展背景和应用现状，指出了优势和不足。针对同步电机的特点将模糊控制技术和电压空间矢量调制技术相结合应用在传统的直接转矩控制中，进一步提高了系统的性能。 系统的阐述了永磁同步电机直接转矩控制理论，分析了改进后的SVM-DTC控制策略，并具体设计了控制技术的实现方案，包括参考矢量的生成和空间电压矢量调制的方法．由于数字控制系统的滞后性，稳态输出的转矩波动往往超过所设定的容差。为此本文提出了在模糊直接转矩控制中使用电压空间矢量调制技术，从而增加可用电压空间矢量的数量，以优化电压空间矢量的选择。建立了电机及控制系统的混合仿真模型，对永磁同步电机在基本DTC和SVM-DTC控制方案下进行了仿真实验对比，验证了sVM-DTc方案的可行性和与基本DTC相比更为出色的性能。在理论和仿真的基础上，设计并编写完成了SVM-DTC实时控制软件，进行了初步实验验证了SVM-DTC方案的可行性。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1研究背景

1.2研究目的

1.3研究的主要内容

第2章永磁同步电动机的数学模型

2.1坐标变换

2.1.1 Clarke变换和反变换

2.1.2 Park变换和反变换

2.2永磁同步电动机的数学模型

2.2.1永磁同步电动机的电压和磁链数学模型

2.2.2永磁同步电动机的转矩数学模型

第3章永磁同步电动机直接转矩控制策略的研究

3.1永磁同步电动机直接转矩控制策略

3.1.1逆变器模型和电压矢量模型

3.1.2定子磁链模型

3.1.3转矩控制

3.2永磁同步电动机直接转矩控制的基本原理

3.2.1永磁同步电动机直接转矩控制系统模型

3.2.2定子磁链所在区段判断模型

3.2.3磁链滞环比较器和转矩滞环比较器

3.2.4空间矢量选择

3.3永磁同步电动机直接转矩控制的MATLAB仿真

3.3.1 MATLAB工具箱简介

3.3.2系统仿真模型的组建

3.3.3区段判断的实现

3.3.4转矩调节信号和磁链调节信号的实现

3.3.5其它模型的建立

3.3.6 S函数的应用

3.4仿真结果及分析

第4章空间矢量调制的直接转矩控制策略的研究

4.1空间矢量调制的直接转矩控制策略

4.1.1电压空间矢量调制原理

4.1.2 SVM DTC的实现

4.1.3磁链和转矩估计器

4.1.4 Vs估计器

4.1.5空间电压矢量调制设计

4.2在空间矢量调制的直接转矩控制策略中应用模糊控制

4.2.1模糊变量及其隶属度函数

4.2.2模糊控制规则

4.2.3控制的实现

4.3空间矢量调制的直接转矩控制系统的仿真

4.3.1系统仿真模型的组建

4.3.2参考电压矢量(Vs)估计器

4.3.3 SVM发生器

4.3.4矢量作用时间计算

4.4仿真结果

第5章基于DSP及IPM的控制系统实现

5.1硬件系统组成

5.1.1系统的结构图

5.1.2 TMS320F240DSP控制器的结构和特点

5.1.3 DSP控制器的内核

5.1.4 DSP控制器的片上外设：

5.1.5事件管理器EV：

5.1.6 DSP定点运算

5.1.7智能型功率模块IPM

5.1.8三相电流、支流母线电压模拟信号

5.1.9速度数字信号

5.2控制软件设计

5.2.1 DSP开发环境

5.2.2实时控制软件的结构

5.2.3主程序设计

5.2.4 DSP初始化模块

结论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

研究生履历