毕业设计-基于dsp的永磁同步电动机矢量控制系统研究

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1、诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名：日期：年月日湖南工程学院毕业设计（论文）任务书————☆————设计（论文）题目：基于DSP的永磁同步电动机矢量控制系统研究姓名周琳系别应用技术学院专业电气工程及其自动化班级0786学号200713010616指导老师颜渐德教研室主任谢卫才一、基本任务及要求：1）掌

2、握矢量控制的基本原理。2）掌握永磁同步电动机矢量控制系统。3）利用MATLAB软件仿真，分析。4)硬件设计及软件设计二、进度安排及完成时间：2月20日：布置任务，下达设计任务书2月21日——3月10日：查阅相关的资料（总参考文章15篇，其中2篇以上IEEE的相关文章）。3月13日——3月25日：毕业实习、撰写实习报告3月27日——5月30日：毕业设计、4月中旬毕业设计中期抽查6月1日——6月7日：撰写毕业设计说明书（论文）6月8日——6月10日：修改、装订毕业设计说明书（论文），并将电子文档上传FTP。6月11日——6月12日：毕业设计答辩目录摘要IABSTRACTII第１章概述1

3、1.1永磁同步电动机的发展概况及应用前景11.1.1永磁同步电动机发展概况11.1.2永磁同步电动机特点及应用21.2永磁同步电动机控制系统的发展现状与趋势31.3课题研究的背景及本文的主要研究内容41.4本课题的研究意义5第2章永磁同步电动机的结构及其数学模型72.1永磁同步电动机的结构72.2永磁同步电动机的数学模型82.2.1永磁同步电机在静止坐标系()上的模型82.2.2永磁同步电机在两相静止坐标系()上的模型方程102.2.3永磁同步电机在旋转坐标系()上的数学模型12第3章永磁同步电机矢量控制及空间矢量脉宽调制163.1永磁同步电机的控制策略163.1.1永磁同步电机外

4、同步控制策略163.1.2永磁同步电机自同步控制策略163.1.3永磁同步电动机的弱磁控制193．2空间矢量脉宽调制(SVPWM)193.2.1空间矢量脉宽调制原理193.2.2空间矢量脉宽调制实现223.3PI控制器的设计243.3.1电流环PI控制器的设计243.3.2速度环PI控制器的设计25第4章系统仿真模型264.1MATLAB仿真工具箱简介264.2闭环控制系统仿真274.3仿真结果及分析31第5章永磁同步电机控制器的硬件设计345.1功率变换单元的设计345.1.1三相桥式主电路355.1.2IR2130驱动器365.1.3信号隔离电路385.2检测单元的设计385.

5、2.1位置检测单元的设计385.2.2电流检测电路405.2.3电压检测电路405.3控制器的设计415.3.1DSP的特点和资源425.3.2系统设计中所用的DSP硬件资源435.4电平转换445.5保护电路的设计455.5.1过流保护电路455.5.2过压保护电路465.5.3上电保护电路465.5.4系统保护电路47第6章永磁同步电机控制器的软件设计486.1DSP软件一般设计特点486.1.1公共文件目标格式486.1.2格式表示方法496.2控制系统软件的总体结构506.3控制系统子程序设计536.3.1位置和速度计算536.3.2速度、电流PI控制556.3.3电流的采

6、样与滤波566.3.4坐标变换软件实现586.3.5正余弦值的产生586.3.6空间矢量PWM程序59结束语60参考文献61致谢62附录63湖南工程学院毕业设计基于DSP永磁同步电动机矢量控制系统研究摘要：本论文在分析了PMSM的结构、数学模型的基础上采用弧公司专用于电机控制的TMS320F2407A型数字信号处理器作为核心，开发了全数字化的永磁同步电机矢量控制调速系统，主要完成了以下几个方面的工作：(1)本文查阅大量的文献资料，阐述了永磁同步电机的发展概况及应用以及其控制系统的发展现状，讨论了此课题的研究意义。(2)在分析了PMSM的工作原理及其运行特点的基础上，深入研究了永磁同

7、步电机的矢量控制理论，采用SVPWM矢量控制技术，并在此基础上建立PMSM数学模型，构建了采用速度和电流双闭环的矢量控制策略。(3)在分析了TI公司的高速数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A的特点的基础上，通过其专用开发平台，设计了基于该DSP的永磁同步电机矢量控制系统，完成了控制器、功率变换单元以及位置检测单元的设计，并在此基础上设计各种保护电路。同时设计了系统软件控制部分，完成了主程序、中断控制程序以及各项子程序的设计。(4)本文在研究MATLAB/