电机控制论文_基于矢量控制原理的异步电机调速系统的研究与设计

pnnzl · 发表于 2009-3-24 09:15

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本帖最后由 flyingmind 于 2009-4-7 09:27 编辑

基于矢量控制原理的异步电机调速系统的研究与设计

dqzhhuitao · 发表于 2009-4-13 17:23

这是个好东西

dqzhhuitao · 发表于 2009-4-13 17:26

第二次下载，我容易吗

dare_li · 发表于 2009-4-18 18:08

好资料，我下载了！谢谢

tutj2000cn · 发表于 2009-4-19 07:31

我顶一个!!

xiaoyudi837 · 发表于 2009-4-24 23:33

只可惜主要是原理的论述。

nicezx · 发表于 2009-5-11 19:35

最基础的，才是最值得学习的

731731 · 发表于 2009-5-29 21:15

基础的东东

补充下

liumitiantian · 发表于 2009-12-30 22:40

最基础的，才是最值得学习的
最基础的，才是最值得学习的

liumitiantian · 发表于 2009-12-30 22:42

西莫电机论坛发帖评分细则

liumitiantian · 发表于 2009-12-30 22:44

西莫电机论坛发帖评分细则

liumitiantian · 发表于 2009-12-30 22:45

只可惜主要是原理的论述。只可惜主要是原理的论述。只可惜主要是原理的论述。只可惜主要是原理的论述。只可惜主要是原理的论述。

liumitiantian · 发表于 2009-12-30 22:47

只可惜主要是原理的论述。

liumitiantian · 发表于 2009-12-30 22:48

只可惜主要是原理的论述。

liumitiantian · 发表于 2009-12-30 22:55

1 引言
随着电力电子技术和微处理器的迅速发展，高性能的异步电动机调速系统得到了广泛的应用[1]。矢量控制技术具有控制精度高、低频特性优良、转矩响应快的优点，成为高性能变频调速系统的首选方案，特别是数字信号处理器(DSP)的广泛应用，使矢量控制技术逐渐进入了实用化阶段[2-4]。本文的目的是运用矢量控制并结合空间电压矢量调制技术，充分利用TI公司的电机控制专用芯片TMS320LF2407的片内资源，开发一个低成本，调速性能好的矢量控制变频调速异步电机系统，本文仅对控制系统的软件设计部分进行了论述。

2 系统软件总体设计
矢量控制变频调速控制系统的软件设计是本系统设计的核心内容，系统运行性能的好坏在很大程度上取决于控制系统软件质量的高低。
本系统的软件主要分为两部分：一是上位机的监控显示程序；二是下位机的控制程序。上位机主要负责电机参数设定，包括转速设定及显示等；下位机主要负责电流采样、转速采样、矢量变换、PWM输出、故障输出等。
下位机的软件设计可简单分为两个部分：一个是系统的初始化，一个是控制运行模块。其中第一个模块只在系统上电时执行一次，而第二个模块在每次PWM下溢事件发生之后都将从等待循环中唤醒，当中断标志被设置后，相应的中断服务程序ISR就将执行，整个矢量控制算法都在中断子程序中完成，其调用的频率与PWM的输出频率一致。整个软件的系统框图如图1所示。

3 系统软件的具体实现
3.1 相电流检测模块
该模块的主要功能在于把采样得到的两路定子相电流模拟信号转换成数字信号。具体的采样过程如图2所示：

处理结果如图3所示。

3.2 速度采样模块
采用欧姆龙公司的旋转编码器（E6B2-CWZ6C）作为检测器件，与传动轴连接，每转动一周便发出一定数目的脉冲，DSP通过对计数器计数可以实现对频率和周期的测量，从而间接得到轴上的转速。在具体的软件实现过程中，就是通过旋转编码器送进来脉冲计数，得到当前电机的转速和电机转子的位置，把起始位置设为0，并把两个PWM周期之间的脉冲数保存在计数器T3CNT中。
3.3 PI调节模块
由于外界干扰和电机参数等原因，常使PI调节器的输出超过系统输出能力，在设计系统时，采用了输出限幅的PI调节结构，如图4所示。

在具体实现过程需要首先得到控制对象的传递函数，然后选择合适的PI调节器，将系统校正成典型环节，遵循典型系统工程设计方法得到系统参数。在得到3个PI调节器后，采用后向差分法进行离散化，得到差分方程，进行计算机编程。
3.4 矢量变换模块

3.5 电流磁链转化模块

电流模型可以用如图5所示的模块进行描述。

3.6 电压空间矢量产生模块
逆变器的一个工作周期被六个有效的电压空间矢量分为6个区，实现PWM空间电压矢量控制的方法就是在每一个扇区再分为若干个对应于时间T（脉冲周期）的小区间，在这个小区间中插入若干个线性组合的电压空间矢量，就可以获得优于正六边形的多边形旋转磁场。
算法步骤为：1）判断当前电压矢量所在的扇区；2）计算开关电压矢量作用的时间；3）根据开关电压矢量作用的时间和成三相PWM信号。

4 软件抗干扰设计
变频调速系统的现场运行环境恶劣，干扰严重，对DSP运行的可靠性和安全性有很高的要求。除了在硬件电路上需要安排一些必要的抗干扰措施外，还需要软件系统的密切配合。
软件方面的干扰主要表现在以下几个方面：（1）不正确的算法产生错误的结果，容易产生误动作；（2）由于计算机的精度不够，而加减法运算时要对阶，大数“吃掉”了小数，产生了误差积累，导致下溢的出现，也是噪声的来源之一；（3）由于硬件方面的干扰引起计算机出现的诸如：程序计数器PC值变化、数据采集误差增大、控制状态失灵、RAM数据受干扰发生变化以及系统出现“死锁”等现象。
软件抗干扰的方法主要有：（1）采用软件的方法抑制叠加在模拟输入信号上的噪声影响，如数字滤波计数等新方法；（2）对由于干扰而使程序运行发生混乱，导致程序乱飞或陷入死循环的情况，可以采取软件冗余、软件陷阱和“看门狗”等方法。
软件抗干扰是被动措施，而硬件抗干扰是主动措施。但由于DSP软件设计灵活，可以节省硬件资源，所以DSP系统的软件抗干扰技术越来越受到人们的重视。

5 结论
本文运用矢量控制并结合空间电压矢量调制技术，开发了以TI公司的电机控制专用DSP芯片TMS320LF2407为核心的、低成本、调速性能好的变频调速系统。设计了控制系统的软件部分，给出了矢量控制系统软件流程和各子模块的具体实现。

6 本文作者创新点
提出并设计了一种以TI公司的电机控制专用芯片TMS320LF2407A为核心、空间电压矢量脉宽调制的矢量控制变频调速系统，该系统运行稳定、性能良好，抗干扰能力强，是一种具有新颖性、实用性的控制系统。

lijiancong · 发表于 2010-3-26 11:41

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