基于DSP的异步电机直接转矩控制系统的研究与实现

摘要

随着电力电子技术以及各类电机控制技术的迅速发展，直接转矩控制技术以其结构简单、动态响应速度快、鲁棒性强、易于实现等优点受到了广泛的关注。因此从实际应用出发，研究以数字信号处理器(DSP)为控制器的感应电机直接转矩控制系统具有重要的现实意义。
　　本设计先对感应电机的模型进行分析，论述了直接转矩控制技术的原理、六边形磁链控制策略与圆形磁链控制策略的传统控制方法，在PowerSimulation(PSIM)环境下对感应电机直接转矩控制系统进行仿真建模。仿真实验结果说明，此系统具有较快的动态响应速度，在此基础上对低速性能指标不好的因素进行了深入地分析。
　　其次，在理论分析与仿真基础上，以DSP为控制芯片，完成了直接转矩控制系统的硬件电路设计（包括主电路和控制电路）和控制算法的软件设计。在硬件电路中，本系统使用了智能功率模块(IPM)作为逆变环节，其集成了七个IGBT，能够实现高频逆变及对系统故障诊断的功能，并可以使此系统体积轻量化、控制更加灵活化。在开发环境CCS3.3下，完成了此系统的软件设计，主要对电流、电压以及速度的采集，并基于SVPWM（空间矢量脉宽调制）完成了直接转矩控制的相关计算。最终实现了基于TMS320F2812感应电机的直接转矩控制系统。
　　最后，完成了DTC系统的电流、磁链、转速波形的检测，并对机械特性与系统抗扰性进行了测试，实验结果显示，该系统的动静态性能指标非常好。

目录

主要符号表

1 绪论

1.1 引言

1.2 直接转矩控制技术的诞生和特点

1.3 DTC(DSC)国内外的发展及其研究现状

1.4 论文的研究内容及结构安排

2 感应电机的直接转矩控制系统

2.1 感应电机的数学模型

2.2 直接转矩控制的原理

2.3 直接转矩控制的控制方案

2.4 本章小结

3 基于Power Simulation（PSIM）的仿真

3.1 仿真软件Power Simulation（PSIM）的简介

3.2 直接转矩控制系统仿真模型的建立

3.3 仿真结果及其分析

3.4 传统DTC(DSC)系统的性能分析

3.5 本章小结

4 基于TMS320F2812直接转矩控制系统的实现

4.1 系统总体设计

4.2 主电路硬件设计

4.3 控制电路硬件设计

4.4 系统软件设计

4.5 本章小结

5 实验结果与分析

5.1 控制系统平台介绍

5.2 系统实验结果分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间所发表的论文