基于SVPWM的智能电动执行器的研究与开发

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要基于SVPWM的智能电动执行器的研究与开发摘要随着现代电力电子技术、控制理论等技术的快速发展，以交流电机作为控制对象的交流伺服系统得到了越来越广泛的关注，数字信号处理器(DSP)的广泛应用使得各种先进的控制算法得以实现，数字化、智能化的交流伺服系统已经成为当前的研究热点。电动执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用，智能电动执行器嵌入了高性能的微控制器，能够实现复杂的伺服控制，并且具有完善的自我诊断以及保护功能、便利的参数设定功能、丰富的在线显示功能等。本文设计了基于交流异步电机的智能电动执行器控制系统，主

2、要内容如下：深入研究了交流异步电机的结构特点，根据坐标系的变换关系，建立了交流异步电机的数学模型；然后分析了交流异步电机交流伺服系统矢量控制理论，采用SVPWM空间矢量控制技术，研究了连续开关模式下的SVPWM控制算法。本文提出了采用基于矢量控制的典型的电流、速度和位置三闭环控制结构，给出了驱动电路和控制电路硬件的设计方案；设计了基于TI公司应用于电机控制领域的DSP芯片TMS320LF2407A和智能功率模块(IPM)的交流异步电机数字伺服系统硬件。最后采用C语言实现了伺服控制系统的软件设计，给出了软件设计流程，并进行实验调试，实验结果表

3、明本文所提出的基于SVPWM的智能电动执行器控制系统的设计是可行的。关键词：异步电动机，矢量控制，空间矢量脉宽调制，数字信号处理器I上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTResearchandDevelopmentofIntelligentElectricActuatorBasedonSVPWMAbstractWiththefastdevelopmentofpowerelectronics,controltheory,AlternatingCurrentServoSystemhasgotmoreandmoreconcerns.Withth

4、eextensiveapplicationofDigitalSignalProcessor(DSP),manyadvancedcontrolalgorithmsareabletoberealized,sodigitalACservosystembecomeshottopicnow.Electricactuatorplaysanimportantroleinmodernautomaticproductionprocess.Intelligentelectricactuator,whichisembeddedbyadvancedmicro-co

5、ntrollers,canmakecomplicatedservocontroleasytorealize.Italsohasfunctionsincludingself-diagnosisandprotection,convenientparametersetting,onlinedisplay,etc.ThispaperpresentsthedesignofcontrolsystemoftheintelligentelectricactuatorbasedonAlternatingCurrentAsynchronousMotor,and

6、itsmaincontentsareasfollows:ThestructureofAsynchronousMotorisstudied;themathematicmodelofAsynchronousMotorisestablishedaccordingtocoordinatetransformation.Then,thetheoryofvectorcontrolisintroduced，thispaperadoptedthetechnologyofSpace-VectorPulseWidthModulation(SVPWM),andth

7、eSVPWMalgorithmbasedoncontinuousswitchingmodeisdiscussed.Thenthispapergivesouttheconstructionofthethree-loopcontrolsystem，thehardwaredesignofServoSystembasedonTexasInstrumentTMS320LF2407AandIPMindetail.AtlastthesoftwareofServoSystemisdesignedbasedonClanguage.Theflowchartof

8、softwareisgiven.Theexperimentalresultsbasedonthedesignofhardwareandsoftwareshowsthecorrec