基于DSP的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要论文采用摩托罗拉公司专用电机控制的MC56F8013型数字信号处理器作为核心，设计并开发了全数字化永磁同步电机无位置传感器矢量控制调速系统的软、硬件，对控制系统进行仿真并对参数进行优化处理。论文深入研究了永磁同步电机的矢量控制理论，建立了永磁同步电机数学模型，并在此基础上讨论了永磁同步电机无位置传感器矢量控制调速方案，给出系统控制框图。对空间电压矢量调制和滑模无位置算法做了详细的理论阐述，并给出了软件的实现方法。其次，研究了控制系统软、硬件结构和主要功能模块的原理

2、及其实现方法。硬件方面包括控制电路各部分及外围辅助电路的设计和调试。软件采用C语言编写，实现了无位置传感器控制算法及转速和电流双闭环矢量控制；给出了系统主程序和PWM中断处理程序流程图。永磁同步电机无位置传感器矢量控制的主要模块如电压采样、电流采样、滑模转子位置估算、速度计算、正余弦值生成、矢量坐标变换、比例积分调节器、空间电压矢量脉宽调制等都是在PWM中断服务子程序中完成。在MetrowerksCodewarrior集成开发环境下对程序进行了调试并对电机进行了空载实验，实验结果验证了设计方案的

3、正确性。关键词：永磁同步电机，无传感器控制，滑模观测器，数字信号处理器，空间矢量脉宽调制i基于DSP的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究ABSTRACTThispaperusestheMotorola56F8013DigitalSignalProcessor(DSP)asthecoreofthemotorcontrol.DesignanddevelopthehardwareandsoftwareofthefulldigitalsensorlessPMSMvectorcontrolspeedad

4、justmentsystem.SimulationbyMatlabandparameteroptimizationhavealsobeendone.DeeplystudythetheoryofvectorcontrolonPMSMandbuildthemathematicalmodelofPMSM.Basedonthemodel,thesensorlessPMSMvectorcontrolspeedadjustmentisdiscussed.Thecontrolblockdiagramispro

5、vided.SVPWMandSMOblockarethoroughlydiscussed.Theirrealizationmethodwithsoftwareisalsogiven.Themainstructuresofthesoftwareandhardwarearestudied.Theprincipleandrealizationmethodofthemainfunctionalblocksarealsoilluminated.Tothehardware,eachpartofthecont

6、rolcircuitandthedesignanddebuggingoftheperipheralcircuitsarethoroughlydiscussed.ThesoftwarehasbeenprogrammedwithC.SensorlessPMSMdualclose-loopvectorcontrolwithfeedbackofspeedandcurrentarerealized.TheflowchartsofmainprogramandPWMinterruptserviceroutin

7、earegiven.ThemainmoduleofsensorlessPMSMvectorcontrolsuchasvoltagesensing,currentsensing,SMOrotorpositionestimation,speedcalculation,generationofsineandcosine,vectorcoordinatetransformation,PIregulators,SVPWMvectormodulationareallaccomplishedinthePWMi

8、nterruptserviceroutines.DebuggingtheprogramintheIDEofMetrowerksCodewarrioranddoingexperimentswithnoload.Theresultsconfirmedthecorrectnessofthesystemdesign.KeyWords:PMSM,SensorlessControl,SMO,DSP,SVPWMii承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知