基于DSP的直接转矩控制系统的研究

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1、中文摘要传统的调速控制多采用直流电动机，这是由于直流电动机可以通过改变电枢电压以及调节励磁电流实现无级调速。但是由于直流电动机存在结构复杂，造价昂贵，机械换向器与电刷之间存在换向火花这些问题，而且维护起来相当困难。随着生产技术的发展，交流调速已经进入逐渐取代直流调速的时代。交流电动机是多变量，强耦合的非线性时变系统，与直流电动机相比，交流电动机的转矩控制要困难的多。直接转矩控$

2、J(DirectTorqueContr01)理论很好的解决了这一问题。这一理论主要采用空间矢量的方法，直接在定子坐标系下计算和控制交流电动机的磁链和

3、转矩，采用定子磁场定向控制的方法，直接跟踪定子磁链和电磁转矩，借助于调节器产生的PWM信号，对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得高动态性能的转矩响应。本文首先对异步电动机进行了数学建模，介绍了直接转矩控制控制系统的工作原理和基本组成。在对直接转矩控制系统研究的基础上，详细讨论了影响系统性能的原因，并研究了一种改进直接转矩控制性能的新方法。该方法以磁链预测控制为出发点，并结合空间矢量控制技术得以实现。该方法可以得到任意空间电压矢量。可以有效的控制逆变器的开关状态进而控制电动机。在硬件设计方面主电路采用交．直．交的拓扑结构。在

4、设计方面采用TI公司专门为电动机驱动开发的DSP芯片TMS320LF2407A作为控制系统的处理器，该芯片集成了许多电动机控制所需要的功能控制模块，减少了外围电路设计工作。驱动部分采用通过光电耦合电路和DSP通信。软件设计则进行了整体方案的构建，给出了软件流程。分别介绍系统主程序，系统初始化子程序，DSP中断子程序，系统故障中断子程序。最后，本文完成了新方法的仿真实验，分析了其实验结果，研究结果表明了磁链轨迹近似为圆形，实际转速跟随指令转速效果良好。系统运作的快速性、准确性、鲁棒性、可靠性、抗干扰性等功能特性均令人满意。证明

5、了新方法的可实施性。并再次对前文进行的理论分析进行了验证。总结了系统设计的成功和不足之处，并展望了直接转矩控技术的发展前景。关键词：直接转矩控制；异步电动机；DSP：空间向量AbstractItisalwaysusedforspeedcontrolbydirectcurrentmotor,becausethedirectcurrentmotormayrealizesthesteplessspeedregulationbychangingarmaturevoltageaswellasadjustingtheexcitingcu

6、rrent．Butthedirectcurrentmotorissureofalotofproblemssuch私thatthestructureiscomplicated，itisveryexpensive，attimesithascommutatorsparkconsistinmechanicalcommutatorandelectronicsbrush，andmostofimportantisverydifficulttorepairdirectcurrentmotor．Alongwiththeproductionte

7、chnology'sdevelopment，thetimeiscomingthattheexchangevelocitymodulationtechnologysubstitutesforthedirect-currentvelocitymodulationtechnologygradually．Asynchronousmotorismultivariable，closecouplingandnon-linearsystemthatisvariationalwiththetimegoing．Thetheoryofdirect

8、torquecontrolissolutingtheproblemverywell．ThefluxandtorqueofstatorofACinductionelectromotoralecalculatedandcontrolledinthestator-orientedcoordinates，areadoptedstatormagneticfieldorientation，aredirectlytracked．ThesignalofPWMisbuiltbydintofthediscreteadjustmentinorde

9、rtocontroloptimallythestateoftheswitchesofinverterandgetthehiglldynamicperformancetorqueresponse．Firstly,thepaperbuildthemathmodule，andintroducet