大功率交流电动机控制器算法研究和软件设计

摘要

伴随着社会的发展和科学技术的进步，在交流电动机的控制上，人们已得了长足的进步。许多的控制理论先后问世，DSP高性能处理芯研发完成，可关断器件的发展和PWM波生成技术的应用，使得交流电动机控制器的性能大大增强，交流电动机本身优点得以发扬光大，并在许多领域迅速替代了直流电动机。
　　本文根据市场的调查和应用前景，研究开发一款以DSP为硬件基础的大功率交流电动机控制器。算法使用转子磁场定向控制(FOC)技术，PWM波生成使用空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术，可达到电动汽车等应用场景的应用要求。
　　本文对交流电动机的工作原理、数学模型和其基本参数进行了简要的分析和阐述。详细的介绍了交流电动机基于磁场定向的矢量控制原理，着重分析了原理中相当重要的坐标变换原理和转子磁链位置计算方法。使用MATLAB/SIMULINK平台建立模型来分析和验证了算法的控制可靠性和效率。
　　本文对PWM调制的发展了分类进行了一些简要的介绍，对SVPWM技术进行了详细分析和阐述，并使用MATLAB/SIMULINK环境建立模型进行分析和验证。
　　为了保证代码的高质量和高可读性，本文采用MATLAB平台内置的代码生成功能来完成代码的编写。使用TI公司的高性能处理芯片来保证电动机控制系统的实时性。详细的介绍了系统的软件设计和硬件平台。为了验证本文所设计的系统的可行性，我们使用了MATLAB/SIMULINK环境测试了系统的动静态性能，结果表明系统工作状态良好，可以完成对电动机的控制和调节。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 交流电动机变频调速技术的发展

1.3 本文的主要工作和内容安排

第二章 交流电动机组成原理和FOC矢量控制

2.1三相异步交流电动机的工作原理

2.2交流电动机的几种控制策略

2.3基于转子磁场定向的矢量控制策略

2.4 基于FOC的矢量控制的MATLAB仿真

2.5 本章小结

第三章 交流电动机的SVPWM技术

3.1 PWM调制技术

3.2PWM的控制方法

3.3 空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术

3.4 SVPWM技术的MATLAB仿真

3.5 实现代码

3.6 本章小结

第四章 控制系统总体设计方案

4.1系统总体构成

4.2 Q格式表示形式

4.3 SIMULNK中基于DSP的系统模型及硬件参数设置

4.4 本章小结

第五章 电机控制器的软件设计

5.1 基于MATLAB的DSP软件开发

5.2软件的总体设计

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢