基于dsp无速度传感器异步电机控制系统设计

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1、《电气自动化)2015年第37卷第2期变流技术ConverterTechniques基于DSP的无速度传感器异步电机控制系统设计苗俭威。王英(大连交通大学电气信息学院，辽宁大连116023)摘要：以异步电机矢量控制原理为基础，选用DSPTMS320F2812作为主控芯片设计了无速度传感器矢量控制调速系统，介绍了系统的硬件构成及软件实现。建立了仿真模型，采用MATLAB／Simulink软件进行了仿真实验。结果证明，系统具有良好的转矩转速特性，可以实现针对电机的无速度传感器矢量控制。关键词：矢量控制；无速度传感

2、器；模型参考自适应；数字信号处理器；智能功率模块DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2015．02．006[中图分类号]TM343[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2015)02—0018—03DesignOfaDSP．basedSpeedSensorlessVectorControISystemforAsVnchrOnOusMotorsMIA0Jian—wei．WANGYing(CollegeofElectricalInformationofDalianJiaotongU

3、niversity，DalianLiaoning116023，China)Abstract：Basedontheprincipleofvectorcontrolofasynchronousmotors，thispaperUSeSDSPTMS320F2812asthemainchiptodesignaspeedsensorlessvectorcontrolsystem．Itdescribesthesystemhardwarestructureandsoftwarerealization．Asimulationm

4、odeliscreatedandasimulationexperimentisconductedwithMatlab／Simulink．Theresultsprovethatthespeedregulationsystemhasexcellentcharacteristicswithrespecttoitstorqueandspeedandcanrealizespeedsensorlessvectorcontroloverthemotor．Keywords：vectorcontrol；softsensor；m

5、odelreferenceadaptivecontrol；digitalsignalprocessor；intelligentpowermodule0引言．式(1)中，漏磁系数or=1一。上

6、l一在大量的不需要精确位置控制和运行范围不包括零速和极由于电压模型中含有纯积分环节，会产生直流偏置和初始值低速的应用场合，无速度传感器异步电动机驱动系统已经替代了的问题，为了消除纯积分器产生的零点漂移和直流偏置问题，可装有位置或速度传感器的传统矢量控制系统⋯。随着感应电机增加一个高通滤波器环节。估算环节的传递函数为：无速

7、度传感器控制理论和电机控制专用CPU的发展，感应电机高性能无速度传感器控制的实现有了很好的硬件和软件条件，可Y：．—：—苎__(2)ss+∞cS+以实现更完整的电机建模及更先进复杂的观测和控制算法J。1式(2)中：——系统输入；r系统输出；——纯积分环而专门面向电机控制应用的数字信号处理器(DSP)和智能功率模块(IPM)的快速发展给高性能的电机控制的实现带来了可能。节；to——截止频率．·．本文以异步电动机矢量控制基本数学方程式为基础，介绍一由上分析可知，一阶高通滤波器与纯积分的组合等效为一阶种改进型电压模

8、型．牟专子磁链观测方案，设计了以DSPT—惯性环节。而这样的一阶惯性环节的引‘人会使得磁链幅值衰减MS320F2812为主控芯片的无速度传感器异步电机矢量控制调速并使相位滞后。如果不进行有效补偿，将导致磁场定向位置不准系统，并给出了系统的硬件构成和软件设计。采用MATLAB／确，使得矢量控制解耦不完全，所以需要进行有效补偿。综上所Simulink软件进行了仿真实验。实验结果证明该方法能够准确述得到改进后的电压模型如图1所示。的估算转子磁链和转速，系统运行良好，证明了该方案的正确可行性。1基于模型参考自适应的系

9、统设计1．1转子磁链的观测转子磁链电压模型：图1改进型电压模型结构框图J_圭三【J．(“—R,i)dt-o'L,i,~]1．2基于MRAS的转速辨识一=f(—一】‘‘采用模型参考自适应的速度推算fMRAS)是利用转子磁链的电压方程和电流方程分别计算转子磁链，将电压模型的输出作为转子磁链的期望值，电流模型的输出作为转子磁链的推算值来定稿日期：2014—06—25计算电机的转速。根据Popov超稳定理论