异步电机矢量控制系统研究与实现

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1、哈尔滨T程大学硕+学位论文摘要异步电动机是电动机是一个多变量、高阶、强耦合的非线性系统，不象直流电机那样易于控制转矩。随着新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机的控制理论的不断发展，交流变频技术得到了长足的发展，采用矢量控制的高性能的交流电机传动控制策略，使交流电机可以按直流电机的控制规律来进行控制。矢量控制思想是将交流电动机模型等效成直流电动机模型加以控制，利用坐标变换理论，将非线性、强耦合的交流电机模型解耦，把交流电动机定子电流矢量分解为两个分量：励磁电流分量，转矩电流分量。通过对这两个矢量的分别控制，实现直流电机那样对磁场和转矩的控制。论文设计了一个基于高速数字信号处理器(TMS3

2、20F2812)为核心、并结合使用美国Xilinx公司的CPLD芯片全数字化矢量控制硬件平台，完成了系统硬件的电路的搭建及硬件系统的调试。硬件控制系统采用模块化设计，以清晰结构。并对电路的保护做了研究，对过流，过压，欠压，缺相等故障检测做了硬件的设计，进而提高了这个控制系统对意外情况的反应速度，以实时的保护系统的整体安全。在对系统硬件数字化实现的同时，也对系统实时控制软件进行了编写，并绘制出了基于DSP的矢量控制系统软件流程图。主程序采用顺序执行的结构，在此当中，运行子程序来实现一系列功能。此软件系统采用C语言和汇编语言混合编程的方式，以提高编程的效率。CPLD内则采用VerilogHDL语言

3、‘进行编写，完成了电流闭环和速度闭环的双闭环控制系统。最后对硬件电路各个模块分别作了调试，并对此控制系统做了整体调试，双闭环控制系统运行状态可靠，在低速运行状态稳定，正反转反应灵敏，验证基于转子磁场定向的控制策略的正确和基于TMS320F2812和CPLD的硬件电路的可靠。关键词：矢量控制；转子磁链定向控制；空间矢量PWM；CPLD哈尔滨工程大学硕十学位论文ABSTRACTInductionmotoris姐non-linear,multivaribale,high-orderandclosecouplingSystem．It’StorqueisnotcontrolledaStheDCmotor

4、．WiththeappearanceofthenewpowerelectronapparatusandmicroprocessorandthedevelopmentofthecontroltheoryonAlternatingcurrent(AC)motor,thetechnologyofvariablefrequencyspeedvariationhasimprovedrapidly．ACmotorCanbecontrolledaccordingtoDCmotorcontrolrulesbyvectorycontrollingwhichisoneofthestrategiesforACmot

5、rodrive、析tIlK曲performance．VectorcontrolisdevelopedbaSedontheideathatthecontrollingmeansofinductionmotorCallbeequivalenttotheDCmotor，Theinductionmotormathematicmodelthatishi．曲nonlinearandcomplexcouplingcallbeseparatedbycoordinatetransformationtheory，StatorcurrentCanbedecomposedintoexcitationcurrentco

6、mponentandthetorquecurrentcomponent,ThenthemagneticfieldandtorquecallbeseparatelycontrolledbycontrollingthetwocurrentcomponentslikeseparatelyexcitedDCmotor．ThispaperdesignsahardwareplatformofvectorcontrolsystembasedontheKghperformanceDSP(TMS320F2812)andandunifiesusesAmericanXilinxCorporation'sCPLDch

7、ip．Finishedthedesigninganddebuggingofthehardwaresystem．Thehardware’Sstructureisclearbyusingmodulafizationdesigning．Inthispaper，theprotectioncircuithasdoneastudyontheover-current,overvoltage，undervolta