基于DSP的异步电动机变频调速系统的设计与实验研究

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1、摘要摘要在国民经济建设和国防科技事业的进程当中，交流调速的应用极为广泛和重要．随着交流电机控制等各种技术的发展，矢量控制和直接转矩控制等高性能调速系统相继出现，其中矢量控制以其优良的性能成为目前实际应用最为广泛的调速方法。而随着电力电子和微处理器技术的发展，调速系统的数字化也成为发展的潮流和目标。本文首先对三相异步电机基本矢量控制系统进行设计，并用内模控制方法替代传统的PI调节构成速度调节器，然后用Simulink／Powerlib分别进行了仿真研究。由于感应电机的数学模型具有高阶、非线性、强耦合、多变量等特点，因此在系统参数调节不利的情况下，用内模速度调节器代替传统的PI调节能够抑制超调，

2、达到较好的静、动态性能。其次对异步电机无速度传感器矢量控制系统进行了设计。主要应用模型参考自适应结构，利用三种不同的速度辨识模型设计速度估算环节，进行在线速度辨识，然后反馈到输入端进行比较、调节。仿真结果表明，基于电机定子电流的辨识模型结构简单，受电机的参数影响小，有良好的辨识精度．最后以电机控制专用的DSP芯片TMS320LF2407为核心，设计开发了一套基于DSP的异步电机变频调速实验平台。文中对智能功率模块IPM、DSP芯片及各单元的接口电路进行了介绍，1并用DSP进行了编程和软件实现．在此基础上，完成了异步电机、Ⅶ开环变频调速系统实验，并对实验结果进行了分析。关键词异步电机；DSP；

3、矢量控制；无速度传感器；SVPWM；实验平台燕山大学工学硕士学位论文AbstractIntheprocessofnationaleconomyanddefensetechnology,itisverybroadandimportantfortheapplicationoftheACspeedregulationtechnology．Withthedevelopmentofvarioustechnologiessuchasmotorcontrol,VectorControl(vC)andDirectTorqueControlfDTC)appearoneaftertheother．Hereint

4、o，VCisbeenapplyingbroadestforit’Sexcellentperformance．Andwiththedevelopmentofthepowerelectronicsandmicmprocessor’digitalspeedregulationsystembecomestrendandaimfordevelopment．Firstofall,thepaperdesignabasicVCsystemforthreephasesACmotor,andthetraditionalPImethodisreplacedbyInternalModelControl(IMC)to

5、beasthespeedregulator,thenSimulink／Powerlibisusedtosimulaterespectively．Becauseinductionmotors’characteralehighorder,non-linear,strongcouplingandmultivariable，IMCspeedregulatorcanrestrainovershootSOthatithasbetterstaticanddynamicperformances．ThenspeedsensorlessVCsystemisdesigned．ItusesModelReferenc

6、eAdaptiveSyaem(MRAS)andthreespeedidentificationmodelstodesignspeedestimatorforonlineidentification,thenspeedisfedbacktocomparewithinputandregulate．Thesimulationresultsshowthatthemodelbasedonstatorcurrenthasismorerobusttovariationsofmotorparametersandprecise．Finally,anexperimentplatformbasedonDSPfor

7、ACmotorspeedregulationisdevelopedwhereDSPchipTMS320LF2407isspecialformotorcontroLThepaperintroducesIntelligentPowerModule(IPM)，DSPand血erfaceckcuitofeveryunit．andthensoftwareandprogramareimplemented．Onthebas