【硕士论文】基于DSP的异步电机直接转矩控制系统的设计与实现.pdf

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1、华北电力大学硕士学位论文基于DSP的异步电机直接转矩控制系统的设计与实现姓名：江一申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：朱凌20021201华北电力人学硕十学位论文摘要摘要直接转矩控制(DjrecLTorqueConLr01)是近二十年来继矢量控制技术之后发展起来的高动态性能凋速系统。本论文在跟踪现代交流调速控制技术发展的基础上，对直接转矩控制理论进行更进一步的研究和探索，提出了一套适合于DSP实现的算法，并在此基础上建立一套全数字化高性能的异步电动机调速系统。该系统以直接转矩控制技术为理论基础，以美国德州仪器公司生产的电

2、机微控制器TMS320LF2407为控制核心，自行设计并完成MOSFET交一直一交电压型逆变器并集信号采集为一体的功率驱动板。试验结果表明，陔系统成功实现了对异步电动机的直接转矩调速控制。关键词：直接转矩控制，交流调速，数字信号处理器，功率驱动ABSTRACTDirectTorqueControl(DTC)isahighdynamicperformancespeedcontrolsystemdevelopedafterVectorControlTechnologyintwodecades．Inthispaper，DTCprinc

3、ipleisdiscussed，andcontrolalgorithmbeingsuitabletobeimplementedbyDSPisputforwardandafullydigitalinductionmotorcontrolsystemwithhighperformanceisdevelopedThetheorybasisofthissystemisDTCtechnology，anditscontrolcenterismicroprocessorTMS320LF2407．Itisdesignedthatpowerdri

4、vecircuitcomposedofMOSFETAC_DC-ACvoltage-typeinverterandsignalsampling．TheexperimentalresultsprovethattheDTCtechnologyhasbeenappliedininductionmotorsuccessfullyJiangYi(ElectromotorControlandEnergyEconomy)DirectedbyproEZhuLingKeywords：DirectTorqueControl，ACSpeedContro

5、l，DSP，Inverter华北电力大学硕士学位论文第一章引言1-1直接转矩控制的发展现状1985年德国鲁尔大学M．Depenbrock教授在矢量控制技术基础上，首次提出了直接转矩控制(DirectTorqueControl，简称DTC)理论。该理论的核心是摒弃了矢量控制技术中过于繁杂的解耦思想，简单地借助三相定子电压和电流在静止坐标系中直接计算磁链和转矩，与给定值进行比较后，再通过两点式或多点式调节控制实现高性能的调速控制。它在很大程度上解决了矢量控制中计算控制复杂、特性易受电动机参数变化的影响、实际性能难于达到理论分析结果等

6、一些重大问题。随着1987年直接转矩控制技术在弱磁调速范围的推广，该项技术开始走向产品化。德国鲁尔大学和ABB公司成功研制开发了ACS600直接转矩控制器，其性能卓越：开环转矩阶跃上升时间小于5毫秒，静态速度控制精度为标称速度的0．1％到0．5％，并且在零转速时不需速度反馈就能使电机输出额定转矩。自直接转矩控制技术提出近二十年来，各国科研工作者和工程技术人员从不同的角度对其进行了不同程度地改进““1。特别是近几年。模糊控制理论和人工神经网络在直接转矩控制方面的应用，使其控制性能有了更进一步的改善。总结目前现状，直接转矩控制技术的

7、发展主要有以下几个方面：(1)现代控制理论应用现代控制理论中各种控制方案的应用使得系统的动态性能和鲁棒性得以提高。随着功能强大的数字处理芯片(DSP)的推出，许多以前无法实时实现的算法都可以应用到实时控制系统中。例如最近研究十分活跃的非线性控制、模糊控制、神经网络控制、模糊神经网络控制”⋯”等。这些控制策略运用到直接转矩控制理论中，将使得一些由于自身无法克服的诸如转矩脉动等弊端，逐渐被先进的控制技术所弥补。(2)全数字化控制直接转矩控制对处理的实时性、快速性要求很高，在结构上特别适合于全数字化。DSP正是能满足这种需求的芯片，它

8、具有高速信号处理和数字控制功能，同时便于故障监视、诊断和保护，既确保了系统的高速响应性，又增强了系统可靠性。(3)无速度传感器控制系统无速度传感器用于矢量控制、直接转矩控制已有成型产品。如ABB公司的ACS600系列、三垦的SAMC0一I系列、日立的83300系