开关磁阻电动机高性能控制系统的毕业设计.doc

《开关磁阻电动机高性能控制系统的毕业设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、开关磁阻电动机高性能控制系统的毕业设计目　　录第一章　绪论11.1引言11.2运动控制发展概述11.3开关磁阻电机的研究概况及发展方向21.3.1开关磁阻电机的研究概况21.3.2SR电机的控制策略综述31.4研究的主要内容和目标4第二章SR电机调速系统52.1开关磁阻电动机调速系统的基本结构、特点及基本原理52.1.1SRD的基本结构52.1.2SR电机的工作原理62.1.3SRD系统的结构与性能特点72.2开关磁阻电机的数学模型82.2.1开关磁阻电机的数学模型82.2.2数学模型的求解方法92.3开关磁阻电机工作的基本分析102.3.

2、1电感与转子位置角的关系102.3.2电磁转矩的分析112.3.4转速的控制122.4开关磁阻电机的控制方式132.4.1电流斩波控制132.4.2角度控制132.4.3电压斩波控制142.4.4各控制方式的特点14第三章SRD新型控制策略的研究163.1SR电机的直接转矩控制163.1.1直接转矩控制原理163.1.2仿真研究193.2.1开关磁阻电动机的微步控制233.2.2微步控制策略的实现263.2.3仿真分析263.2.4结论27第四章　基于DSP的SRM控制系统设计284.1基于DSP的SRD控制系统硬件设计284.1.1DSP

3、的结构与特点284.1.2位置检测及换相逻辑284.1.3PWM输出电路294.1.4电流检测与斩波电路294.1.5键盘、显示电路304.2电路的保护及抗干扰设计314.2.1屏蔽技术324.2.2电路板的抗干扰设计324.3基于DSP的SRM控制软件的设计324.3.1主程序设计334.3.2速度检测子程序354.3.3故障处理子程序364.4SRD实验系统及实验结果37第五章结论38参考文献39致谢40天津理工大学中环信息学院2014届本科毕业设计说明书第一章　绪论1.1引言开关磁阻电机调速系统(SwitchedReluctanceM

4、otorDrive，简称SRD)，是继异步电动机变频调速系统和直流电动机调速系统之后，又一极具发展潜力的新型调速系统。它集开关磁阻电动机(SwitchedReluctanceMotor，简称SRM)、电力电子技术和控制技术为一体，它不仅保持了交流异步电动机的机构简单、坚固可靠和直流电动机可控性好的优点，而且还具有价格低、效率高、适应力强等优点，显示出广阔的应用前景。SRM作为SRD中的重要组成部分，是在磁阻电动机的基础上发展起来的一种高性能机电一体化的产品。它具有开关性和磁阻性两个基本特征。从结构上看开关磁阻电机定转子均采用双凸极结构，定子

5、上有集中绕组，转子无绕组，也无永磁体。因此具有结构简单、坚固、工作可靠、维修方便等优点。另外，电机在一相或多相缺相的情况下仍可以运行使得它可以应用于恶劣的工业环境中。SRM控制灵活，采用不同的控制方式，可以得到不同负载要求的机械特性，很容易实现四象限运行和软启动等要求。采用合理的控制策略，由SR人理组成的SRD系统的效率和出力能在很宽的速度和负载范围内都能维持较高的运行特性。然而，由于开关磁阻电机的双凸极结构，不能采用传统的AC电机波形来作为输入激励，从而不能应用AC电机很成熟的旋转磁场理论。而且，电机的输出转矩不平滑，必须采用适当的控制策

6、略来消除转矩脉动。另外由于磁通的复杂分布使得电机的控制很复杂。电机不同相间的非线性祸合及电机参数的改变更增加了控制的复杂程度。只有从调速系统的总体性能指标出发，通过采取优化的控制策略，才能逐步解决这些问题[1]。1.2运动控制发展概述39天津理工大学中环信息学院2014届本科毕业设计说明书运动控制是一门综合性、多学科的交叉技术。它的主要研究内容是机械运动过程中涉及的力学、机械学、动力驱动、运动参数检测和控制等方面的理论和技术问题。随着科学技术的不断发展，尤其是电力电技术的进步，微机技术的应用和新型控制策略的出现。今天的运动控制发展成为了根据

7、预定方案及复杂环境，将计算机做出的决策命令变为某种期望的机械运动的系统控制。运动控制系统使被控机械运动实现精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制，以及这些被控机械量的综合控制。典型的运动控制系统有运输机械、数控机床、机器人等，这些系统是力学、机械、材料、电工、电子、计算机、信息和自动化等科学和技术领域的总和。运动控制系统中，精确的位置、速度、加速度乃至力矩的控制土要通过电动机、驱动器、反馈装置、运动控制器、主控制器(如计算机和可编程控制器)来实现。随着微电子技术渗透到运动控制系统的各个环节并成为其控制技术的核心，功率变频器和电

8、动机都具有了离散控制的基本特征。一般的运动控制系统包含了围绕电动机组成不同控制目标所涉及的理论和技术。运动控制作为一门多学科交义的技术，每种技术出现的新进展都使它向前迈进一步，其