基于DSP空间矢量控制的交流调速系统

基于DSP空间矢量控制的交流调速系统

一、基于DSP的空间矢量控制的交流调速系统(论文文献综述)

李明阳[1](2021)在《基于自抗扰控制技术的PMSM电流模型预测控制系统研究》文中研究表明永磁同步电机因电枢反应小、制动性好以及构造简单等诸多优点,在伺服系统及交流调速领域中得到广泛的应用。传统的电机线性控制策略,如矢量控制中常采用PI(比例、积分)串级控制,存在抗扰性能差、稳态精度低等缺点,难以达到高性能控制要求。本文对采用模型预测控制及自抗扰控制策略的永磁同步电机伺服控制系统进行研究,其主要研究内容如下:1、从提高电流动态响应速度和稳态运行精度出发,设计出有限控制集模型预测控制器应用于电机控制系统电流内环,并针对该算法在控制系统中产生的时间延迟影响,采用三阶外推预测法对延迟进行补偿;为增强电机运行时的抗负载扰动能力,设计了自抗扰控制器代替PI调节器应用于转速环,并对该转速环自抗扰控制器进行稳定性分析。通过仿真验证了电机伺服控制系统电流内环采用模型预测控制、转速外环采用自抗扰控制器的有效性。2、将位置环和转速环视为二阶系统,设计出位置、转速复合自抗扰控制器。为了进一步提高自抗扰控制器对位置与转速的跟踪效果以及抗负载扰动能力,同时也解决繁琐的调参问题,利用RBF神经网络和BP神经网络在线整定自抗扰控制器中非线性扩张状态观测器和非线性状态误差反馈的参数。通过建模仿真验证所提算法的优越性。3、为了实现永磁同步电机无传感器控制,设计出二阶线性扩张状态观测器对电机在两相静止坐标系下的电流和未知反电动势进行观测,再通过锁相环系统从反电动势中解算出电机转子位置和转速信息。为验证其可行性,与基于sigmoid(s)函数的滑模观测器无传感器控制方法进行建模仿真对比。仿真结果表明,二阶线性扩张状态观测器对转子位置和转速的估计精度更高,且在变速情况下仍能快速跟踪转速。4、搭建基于DSP-TMS320F28335的永磁同步电机驱动控制系统硬件与软件实验平台,并对硬件电路设计和软件算法的流程进行阐述。通过实验验证了电机控制系统电流环模型预测控制器、转速环和位置环自抗扰控制器以及无位置传感器控制算法的可行性。

罗明帅[2](2021)在《跑步机变频调速控制器的开发》文中认为随着人们健康意识的提高,尤其是新冠肺炎爆发以来,居家锻炼已成为一种趋势。跑步机作为一种重要的室内健身器材得到了较为广泛的应用。人在跑步过程中,由于每个运动者的体重和速度均不一样,导致负载转矩变化很大。因此,本文旨在开发一款跑步机专用的交流调速控制器,使其在脉冲负载的作用下,电机转速平缓调节,实现舒适控制。本文对跑步机的数学模型、矢量控制、电压空间脉宽矢量和脉冲型负载特性作了详细的分析,并建立了基于脉冲型负载的矢量控制系统结构图。针对矢量控制中PI控制器自适应能力不足的问题,提出了一种单神经元PI控制器,并利用Sgn函数和模糊控制分别对单神经元PI控制器的比例增益K进行优化,进一步提高其自适应能力。将上述理论分析在Matlab/Simulink环境下进行建模与仿真,仿真结果表明控制系统具有更好的鲁棒性。在仿真验证的基础上,以DSP TMS320F28335为控制核心开发了一款控制器。首先根据跑步机参数要求,对控制器的电源部分、数字部分以及模拟部分相关电路进行设计,然后利用CCS操作平台对整个系统的主程序和中断服务子程序进行编写,最后对所开发的控制器进行调速性能测试。测试结果表明本文所开发的跑步机变频调速控制器在面对不同类型的脉冲负载时,均能使电机转速的超调量维持在3%以内,满足跑步机国家标准GB17498.6-2008最高速度准确度等级。

何献章[3](2020)在《永磁同步电机的弱磁调速控制研究》文中提出随着永磁同步电机在各行各业的广泛应用,对永磁同步电机组成的交流调速系统提出了更高的性能要求,除了要求在低速时输出稳定转矩保障系统的可靠运行,同时为了适应更广泛的应用场景,还要求在恒功率的条件下输出更高的转速。由于永磁同步电机转子采用永磁体产生恒定磁场,且运行时受到逆变器输出最大电压及系统额定电流的限制,常规的控制策略无法实现较高的运行速度,需要采用弱磁控制方式来扩大调速范围。本文就永磁同步电机的弱磁扩速控制展开研究。首先,本文根据永磁同步电机的结构,建立了数学模型,分析了永磁同步电机的矢量控制策略。结合永磁同步电机的数学模型分析了空间矢量脉宽调制技术,研究了逆变器过调制策略和算法,并搭建了空间矢量脉宽调制仿真模块。其次,针对永磁同步电机的弱磁控制,详细分析了弱磁控制原理和运行区域的划分。针对电流闭环输出严重依赖PI调节器,本文增加了电流前馈解耦控制方案。针对电压反馈弱磁控制闭环输出不稳定的现象,增加了滤波设计。基于传统PI速度控制器分别就超前角弱磁控制和直轴电流补偿弱磁控制对改进方案进行了仿真验证。最后,针对采用传统PI控制器的系统存在抗干扰能力差、对参数依赖严重等缺点,本文研究了基于滑模变结构的速度控制器。针对采用传统滑模速度控制器的系统存在转速响应慢等缺点,本文研究了基于终端滑模控制的速度控制器。结果表明,采用新型速度控制器的系统较采用传统滑模控制器的系统在响应速度方面得到了明显提升,较采用PI速度控制器的系统在响应速度和带载能力等方面都得到了显着提高。

王华巍[4](2020)在《基于电子负载的永磁同步电机模拟研究》文中进行了进一步梳理永磁同步电机具有结构简单、体积小、损耗小、功率因数高等优点,在军事、航天、工业生产等领域应用广泛。永磁同步电机运行需要连接驱动电源,高性能的驱动电源有利于电机的精确控制,因此需要对驱动电源进行检测与考核。目前的检测方式比较传统,主要采用“驱动器-被控电机-机械负载”的机械检测平台。该检测平台存在设计复杂、成本高、参数不易调节等缺点。针对上述驱动电源检测装置存在的缺点,本文提出了利用电子负载模拟永磁同步电机端口特性的电机模拟实验平台研究。该电机模拟实验平台包括待测驱动电源、具有电机特性的电子负载和电机仿真器。电机仿真器通过计算得到电机的状态量,电子负载负责模拟真实电机的定子电流。本文首先在多种坐标系下建立永磁同步电机的数学模型,为MATLAB中搭建电机模型提供依据。选择交-直-交PWM变换器结构的电子负载作为电机模拟器的主功率电路。电子负载包括模拟变换器和并网逆变器两部分,模拟变换器选择电流PI控制方式,快速跟踪电流指令以模拟电机的端口特性;并网逆变器选择电压-电流PI控制方式,将模拟侧吸收的电能并网,实现能量的回馈流动。在MATLAB/Simulink环境下搭建电机模拟器的仿真模型,进行永磁同步电机模拟离线仿真。依据仿真模型搭建永磁同步电机模拟实验平台,在NI仿真器中运行主功率电路,对电机模型与模拟变换器控制器模型编写控制算法,将其导入DSP28335控制器中,进行永磁同步电机模拟系统的硬件在环(DSP-HIL)仿真实验。实验结果表明:该电机模拟方案在驱动电源检测试验中可行有效,能够模拟真实电机的端口电气特性。

张铮杰[5](2020)在《锂电池极片生产线PMSM调速系统研究与设计》文中研究指明锂电池极片生产线中的永磁同步电机在驱动过程中存在着转速响应速度慢、抗外界干扰能力较弱以及转矩脉动大等问题,致使电池极片精度低、厚度一致性差、达不到产品要求。为此,本文以锂电池极片生产线中的永磁同步电机(PMSM)作为研究对象,提出从改进系统控制策略和选择高性能硬件两方面来提升锂电池极片生产线交流调速系统的性能。首先,本文阐述了课题背景、意义及交流调速系统各个方面的现状及发展趋势,分析了锂电池极板生产线调速系统具体控制要求。在此基础上对永磁同步电机的结构和工作原理、基于坐标变换原理的数学模型进行详细的分析。经过对比,确立了以id=0为主,弱磁控制为辅的矢量控制策略,并结合空间电压矢量脉宽调制技术构建转速、电流双闭环矢量控制系统。其次,针对转速环控制器进行研究,分析了工程原本使用的传统PID控制器存在的缺点,并结合模糊控制原理设计模糊PID控制器。在此基础上引入自适应调整机制对模糊控制器的比例因子进行在线调整,提出一种自适应模糊PID控制器。在MATLAB/SIMULINK仿真软件中搭建基于锂电池极片生产线PMSM调速系统仿真模型,对转速环分别使用三种控制器进行仿真,对比得出自适应模糊PID控制响应速度快,转矩脉动小,鲁棒性强。最后,系统的硬件以TMS320F28335为核心控制芯片,设计出系统主电路、控制电路。其中主电路分为整流和逆变电路、保护和吸收电路两部分;控制电路分为DSP28335最小系统的各子电路、ADC采样及其调理电路、隔离及驱动电路和CAN通信电路。软件程序以CCS6.2进行编写、在线调试,完成了主程序、中断程序、自适应模糊PID程序、SVPWM生成程序及按键和通信程序的设计。并基于硬件和软件来设计搭建实验平台,为后续整个系统的调试与运行打下坚实的基础。

原野[6](2020)在《基于神经网络的双PWM异步电机调速系统研究》文中指出异步电机因其价格低廉、构造简单、维修方便等特点在人类发展中占有不可或缺的地位,随着人类深入的研究,高性能异步电机调速技术已日渐成熟,但是高性能交流调速系统中由于计算量庞大、模型复杂、元器件非线性等原因造成了人们需要对系统进行大量的计算或反复调试的问题;并且在实际应用场合,异步电机往往需要进行四象限运行,如电机的正反转、起制动,传统的交直交不可控直流会带来直流母线失衡甚至高压烧毁的问题。针对以上问题,本文提出了一种NARMA-L2控制器用于异步电机调速系统,并设计了一种可控PWM整流电路用于整流侧。本文首先给出了异步电机在各个坐标系下的数学模型,研究了异步电机按转子磁链定向的矢量控制系统,基于MATLAB/Simulink平台实现了异步电机按转子磁链定向的矢量控制。其次,针对异步电机传统速度控制器中计算量、调试量大的问题,设计了一种基于神经网络NARMA-L2模型的反馈线性化速度控制器。通过神经网络NARMA-L2模型辨识电机,基于该模型设计反馈线性化速度控制器。这种控制器无需精确的数学模型,动态响应良好,稳定性强。将该控制器与传统PI控制器相比较,仿真结果验证了其优越性。再次,针对直流母线电压不稳定以及能量无法双向流动的问题,设计了一种按电压定向的三相可控PWM整流电路。将电机侧的控制电路与电网侧可控整流电路相结合,仿真结果表明,可控整流电路实现了能量的双向的流动、直流母线电压的稳定以及电路维持在单位因数的工作状态,使得异步电机可以四象限运行。最后搭建以DSP芯片为核心的异步电机矢量控制系统平台,以CCS作为开发软件编写异步电机矢量控制系统程序,实验结果验证了算法的有效性。

殷胤强[7](2019)在《基于DSP的交流调速实验平台的研制》文中研究说明随着电力电子技术的发展,以及对电机节能与控制精度要求的不断提高,交流传动控制技术得到了迅速发展。交流异步电动机在各个领域广泛应用,成为各大、专院校电气相关专业的必须课程。虽然交流调速系统在工业中已较成熟,但针对院校的实验系统还不够完善,为了使教学能够更加直观易懂,使学生能够深入掌握其原理和实践方法,更好的满足交流调速系统和相关课程教学和科研的要求,本文设计了一种以MS320F2812 DSP为控制核心的交流异步电机闭环调速系统的实验平台。论文首先分析了异步电动机等效电路,机械特性以及谐波影响等特性;给出了坐标表变换原理,并建立了旋转坐标系下异步电动机的数学模型,简化了异步电动机控制分析过程。在此基础上分别研究了异步电动机标量控制与磁场定向控制,并根据磁场定向控制原理,在旋转坐标下实现了异步电动机磁链与转矩的分别控制,进一步给出了转子磁链的定向估计方法,实现了异步电动机旋转坐标下的自然解耦控制。在MATLAB中,结合SVPWM控制原理,对基于转子磁链估计的磁场定向控制进行了仿真分析。实现交流调速系统实验设备的研制,分别进行了硬件及软件设计。硬件电路设计主要包括整流电路、逆变电路、检测电路和外围电路。其中整流电路包含了滤波电路与保护电路设计,逆变电路包含了驱动电路和隔离电路的设计,检测电路中包含了电压、电流、转速的检测电路设计,外围电路包括电源电路、通信电路、按键电路设计等。并在设计完成后,通过SPWM控制实验和SVPWM控制实验,对所设计硬件电路进行了实验验证;软件程序设计采用在MATLAB/Simulink中的代码自动生成功能,利用Target Support Package for TC2/C2000中的模块搭建了异步电动机磁场定向控制程序,下载到DSP中。通过LabVIEW对上位机系统进行界面设计,在上位机界面中控制电机运行并显示实验结果。最后通过调速实验,验证了系统设计的正确性。

孙强[8](2017)在《基于模数综合控制下的异步电机控制研究》文中研究说明异步电机具有结构简单,制造容易等优点。当代电力电子技术的高速发展使得异步电机调速系统具有了动态响应快、调速精度高、调速范围宽、工作效率高以及可以四象限运行等优异性能,其动静态特性均可以与直流电动机调速系统相媲美。本文采用模数综合控制方式控制异步电机,即采用三角波发生芯片发出三角波载波信号和DSP28335 D/A模块输出正弦波调制信号构成模数比较产生功率器件的驱动信号的功率控制方式来控制异步电动机,并搭建了基于DSP28335的异步电机模数综合控制系统。模数综合控制方式可使输出的SPWM波形最大程度地接近正弦波。首先,本文分析了异步电机的动态数学模型和SPWM控制方式原理,阐述了 SPWM控制的实现算法:自然采样法和对称规则采样法,并进行了分析比较。本文给出了模数综合控制方式的系统框图,并介绍了模数综合控制系统中各个部分的组成及其功能。然后,本文设计了基于DSP28335的模数综合控制系统的软硬件部分。硬件部分包括主电路,信号检测电路,控制电路。主电路包括工频交流电源,整流模块,逆变模块,交流电机模块;信号检测电路包括电流传感器,光电编码器等;控制电路包括DSP28335控制芯片及其外围电路,三角波发生电路和驱动电路。逆变电路是以FSBB30CH60D芯片及其外围电路来实现的。软件部分主要包括主程序、PI调节、AD采样、QEP转速计算、正弦波生成等。采用C语言编程,基于CCS3.3开发平台来实现软件部分的设计。最后,本文采用模数综合控制方式对异步电机进行了空载运行试验,通过试验验证了模数综合控制方式的可行性,有效性。

吴伟乾[9](2016)在《基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制研究》文中进行了进一步梳理永磁同步电机因其体积小、质量轻、构造简单、动态响应迅速以及功率因数高等优势被普遍应用于现代交流调速系统当中,在永磁材料研制水平、电力电子技术、电机制造水平与控制算法均取得卓越进步的基础上,以永磁同步电机作为执行元件的交流调速系统显现出巨大的研发优势和广阔的发展空间。伴随着这样的发展趋势,关于永磁同步电机控制理论的探索也不断取得重要的科研成果。直接转矩控制的思想在三相感应电动机的转矩控制中得到应用后并发展至今,已经成为高动态性能交流变频调速领域最常用的方法之一。但转矩脉动大、低速性能差等问题成为直接转矩控制技术实际应用于永磁同步电机交流调速系统之中首要的限制因素。本文重点围绕PMSM-DTC系统展开研究工作,就控制系统的基本原理特征与实现方案进行了分析、设计。首先,对永磁同步电机的结构特征与归类方式作了分析,并给出其在各个不同坐标系统中相应的数学模型。然后对PMSM-DTC系统的原理与主要特征进行了分析,在典型PMSM-DTC系统的基础上分析了PMSM-DTC系统当中固有的磁链和转矩脉动现象的成因。对零矢量在异步电机直接转矩控制与PMSM-DTC当中的控制作用进行了对比分析。此外,就零矢量在PMSM-DTC系统中对定子磁链和电磁转矩的控制作用分别进行了分析论证。并根据所得结论,运用占空比调制(DRM)的方式对PMSM-DTC系统的控制方案进行改进设计。在理论分析的基础上,构建了系统的仿真模型对方案的可行性及有效性进行了验证分析,仿真结果表明采用基于DRM的PMSM-DTC系统能够有效降低磁链和转矩的脉动,提升控制系统的性能。另外,本文从系统的数字化实现的角度设计了系统的硬件平台,.重点对以DSP为控制核心的系统相关电路进行了设计和介绍,并设计了基于DSP的PMSM-DTC系统主要的软件架构,给出了PMSM-DTC系统的主要程序设计流程图。结合软硬件平台进行实际调试验证,实验表明了系统方案与理论分析及仿真测试所得结论一致。

尚广利[10](2015)在《异步电动机无速度传感器的矢量控制系统设计与实现》文中研究表明异步电机因其低成本和高可靠性在工业领域中得到了广泛的应用,而如何有效提高异步电机控制系统的调速性能受到越来越多的关注。矢量控制作为一种先进的控制策略,可以对电机的磁链和转矩分别单独控制,使得交流调速系统可以达到与直流调速系统相仿的转速、转矩控制性能。异步电机的无速度传感器矢量控制系统克服了交流调速系统中由于安装速度传感器所带来的种种不便,成为现代交流传动控制的一个重要研究方向。论文在实现异步电机有速度传感器矢量控制的前提下,进一步研究实现基于模型参考自适应的无速度传感器矢量控制系统,并进行了数字化实验。论文主要工作包括:(1)深入分析研究了矢量控制的基本原理,详细阐述了矢量坐标变换理论和异步电机在不同坐标系上的数学模型,确定了基于转子磁场定向的矢量控制方法,并结合空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术,实现有速度传感器的异步电机矢量控制系统。(2)通过对现有的多种转速辨识算法进行分析比较,确定模型参考自适应算法对异步电机的转速进行辨识,针对所采用的参考模型中存在积分误差而导致计算结果漂移的问题,对参考模型进行了改进,增加了数字滤波环节,最终实现异步电动机无速度传感器矢量控制系统。(3)以TMS320F2812DSP为控制核心搭建了异步电动机无速度传感器矢量控制系统的数字化平台,完成整个控制系统的软件设计,在线调试程序,进行了比较全面的实验研究,对获得的各种转速变化的过渡状态曲线进行了分析比较,取得了比较理想的实验结果,验证了本文所设计的基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统的可行性和有效性。

二、基于DSP的空间矢量控制的交流调速系统(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于DSP的空间矢量控制的交流调速系统(论文提纲范文)

(1)基于自抗扰控制技术的PMSM电流模型预测控制系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 本文相关控制策略研究现状
        1.2.1 模型预测控制策略
        1.2.2 自抗扰控制策略
        1.2.3 无传感器控制技术
    1.3 本文研究内容
第二章 PMSM数学模型及矢量控制系统
    2.1 永磁同步电机结构分析
    2.2 永磁同步电机数学模型
        2.2.1 三相静止坐标系下数学模型
        2.2.2 两相静止坐标系下数学模型
        2.2.3 两相同步旋转坐标系下数学模型
    2.3 永磁同步电机矢量控制系统
        2.3.1 矢量控制策略
        2.3.2 三相电压空间矢量表示与两电平逆变器
    2.4 模型预测控制原理
    2.5 自抗扰控制器原理
        2.5.1 跟踪微分器
        2.5.2 扩张状态观测器
        2.5.3 非线性状态误差反馈控制率
    2.6 本章小结
第三章 基于转速自抗扰控制的PMSM-CMPC策略
    3.1 电流环模型预测控制器
        3.1.1 预测模型
        3.1.2 反馈校正
        3.1.3 三阶延迟补偿
        3.1.4 目标函数
    3.2 转速环自抗扰控制器
        3.2.1 数学模型
        3.2.2 跟踪微分器
        3.2.3 扩张状态观测器
        3.2.4 状态误差反馈控制率
        3.2.5 稳定性分析
    3.3 仿真对比分析
        3.3.1 空载仿真分析
        3.3.2 抗负载扰动仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 基于位置-转速复合自抗扰控制的PMSM-CMPC策略
    4.1 位置环非线性自抗扰控制器设计
        4.1.1 数学模型
        4.1.2 三阶跟踪微分器
        4.1.3 非线性扩张状态观测器
        4.1.4 非线性状态误差反馈控制率
        4.1.5 基于神经网络的自抗扰控制器
    4.4 仿真对比分析
    4.5 本章小结
第五章 基于线性扩张状态观测器的PMSM无传感器控制
    5.1 数学模型
    5.2 基于滑模观测器无传感器控制
    5.3 基于LESO的无传感器控制
    5.4 转子位置和转速的估计方法
    5.5 仿真对比分析
    5.6 本章小结
第六章 基于DSP的 PMSM交流调速控制系统设计
    6.1 硬件系统设计
        6.1.1 实验系统整体硬件结构
        6.1.2 电压采样调理电路
        6.1.3 电流采样调理电路
        6.1.4 保护电路
        6.1.5 编码器信号调理电路
        6.1.6 逆变电路
        6.1.7 隔离驱动电路
    6.2 软件系统设计
        6.2.1 主程序设计
        6.2.2 中断程序设计
        6.2.3 转子位置及转速计算
    6.3 基于DSP的实验平台及结果分析
        6.3.1 基于转速自抗扰控制的PMSM-CMPC实验
        6.3.2 基于位置自抗扰控制的PMSM-CMPC实验
        6.3.3 基于LESO无传感器控制实验
    6.4 本章总结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 课题展望
参考文献
硕士研究生期间的学术成果
致谢

(2)跑步机变频调速控制器的开发(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 跑步机变频调速系统的国内外发展和现状
        1.2.1 变频器的研究与应用现状
        1.2.2 变频调速控制策略的研究现状
        1.2.3 脉冲型负载的研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
第二章 跑步机矢量控制的理论分析
    2.1 矢量控制原理
    2.2 坐标变换
        2.2.1 Clarke变换
        2.2.2 Park变换
    2.3 跑步机的数学模型
        2.3.1 三相静止坐标系下的数学模型
        2.3.2 按转子磁场定向的数学模型
        2.3.3 脉冲负载下矢量控制系统的结构组成
    2.4 空间电压矢量脉宽调制技术
        2.4.1 SVPWM基本原理
        2.4.2 SVPWM算法实现
    2.5 脉冲型负载特性分析
    2.6 本章小结
第三章 单神经元PI控制策略的研究
    3.1 单神经元PI控制理论
        3.1.1 单神经元PI数学模型
        3.1.2 单神经元PI控制器的学习算法
        3.1.3 分析可调参数对单神经元的影响
    3.2 单神经元比例系数的算法改进
    3.3 模糊控制在单神经元PI控制中的应用
    3.4 仿真验证
        3.4.1 MATLAB/Simulink简介
        3.4.2 转子磁场定向的矢量控制系统仿真分析
        3.4.3 改进型单神经元PI控制的矢量控制系统仿真分析
        3.4.4 模糊-单神经元PI控制的矢量控制系统仿真分析
    3.5 本章小结
第四章 控制器的电路设计
    4.1 系统整体设计框图及设计参数
    4.2 主电路设计
        4.2.1 整流和滤波电路
        4.2.2 逆变及其驱动电路
    4.3 控制电路设计
        4.3.1 主控芯片的选择
        4.3.2 直流电压采样电路
        4.3.3 直流电流采样电路
        4.3.4 交流电流采样电路
        4.3.5 电流过载保护电路
        4.3.6 转速检测电路
    4.4 辅助电源及其它电路设计
        4.4.1 辅助电源电路
        4.4.2 电源隔离电路
        4.4.3 PWM隔离电路
    4.5 PCB设计
    4.6 本章小结
第五章 控制器的程序设计
    5.1 开发环境
    5.2 主程序设计
    5.3 PWM中断服务子程序设计
        5.3.1 时钟中断模块
        5.3.2 ADC采样模块
        5.3.3 转速测量模块
        5.3.4 按键中断模块
        5.3.5 SVPWM模块
    5.4 本章小结
第六章 控制器的调试与测试
    6.1 调试注意事项
    6.2 DSP最小系统调试
    6.3 SVPWM调试
        6.3.1 固定输出PWM调试
        6.3.2 死区设置
    6.4 控制器变频性能测试
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(3)永磁同步电机的弱磁调速控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 永磁同步电机的研究概况
        1.2.1 永磁同步电机概述
        1.2.2 永磁同步电机控制技术
        1.2.3 永磁同步电机弱磁控制研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 永磁同步电机矢量控制理论
    2.1 坐标变换原理
        2.1.1 Clark变换
        2.1.2 Park变换
    2.2 永磁同步电机的数学模型
    2.3 永磁同步电机的矢量控制
    2.4 空间矢量脉宽调制技术
        2.4.1 SVPWM原理
        2.4.2 SVPWM算法
        2.4.3 SVPWM过调制
        2.4.4 SVPWM控制模块建模
    2.5 本章小结
3 永磁同步电机弱磁控制策略
    3.1 弱磁控制原理
        3.1.1 电压极限圆
        3.1.2 电流极限圆
        3.1.3 运行轨迹划分
    3.2 超前角弱磁控制策略研究
        3.2.1 超前角弱磁控制原理
        3.2.2 超前角弱磁控制仿真分析
    3.3 直轴电流补偿弱磁控制研究
        3.3.1 直轴电流补偿弱磁控制原理
        3.3.2 直轴电流补偿弱磁控制仿真分析
    3.4 本章小结
4 基于滑模变结构的弱磁控制
    4.1 滑模变结构控制基本理论
        4.1.1 滑模变结构控制定义
        4.1.2 滑模变结构控制三要素
        4.1.3 滑模变结构控制设计方法
        4.1.4 滑模趋近率
    4.2 滑模控制器设计
        4.2.1 传统滑模控制器设计
        4.2.2 新型滑模控制器设计
        4.2.3 滑模控制器对比分析
    4.3
        4.3.1 直轴电流补偿弱磁控制系统仿真
        4.3.2 过调制区弱磁控制仿真
    4.4 本章小结
5 基于DSP的软硬件设计
    5.1 控制系统硬件设计
        5.1.1 主控芯片介绍
        5.1.2 最小系统设计
        5.1.3 辅助电源电路设计
        5.1.4 通信电路设计
        5.1.5 检测电路设计
        5.1.6 功率电路设计
    5.2 控制系统软件设计
        5.2.1 主程序设计
        5.2.2 中断程序设计
    5.3 上位机软件设计
    5.4 本章小结
6 结论
    6.1 全文总结
    6.2 论文创新点
    6.3 论文不足之处
7 展望
8 参考文献
9 攻读硕士学位期间发表论文情况
10 致谢

(4)基于电子负载的永磁同步电机模拟研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电子负载
        1.2.2 电机模拟器
    1.3 本文的主要研究内容
2 永磁同步电机原理与控制策略
    2.1 永磁同步电机的数学模型
    2.2 永磁同步电机控制策略
        2.2.1 空间矢量脉宽调制技术
        2.2.2 电机控制策略
    2.3 本章小结
3 电机模拟系统构成与控制策略研究
    3.1 电子负载结构设计
    3.2 电机驱动器设计与控制
    3.3 并网逆变器设计与控制
    3.4 模拟变换器设计与控制
    3.5 本章小结
4 基于MATLAB的电机模拟系统建模与仿真
    4.1 主电路参数设计
    4.2 电机模拟系统仿真模型搭建
    4.3 电机模拟系统仿真结果
        4.3.1 凸极式永磁同步电机模拟仿真
        4.3.2 隐极式永磁同步电机模拟仿真
        4.3.3 并网逆变仿真
    4.4 本章小结
5 电机模拟半实物仿真实验平台搭建
    5.1 实验平台设计
    5.2 实验平台软硬件组成
    5.3 软件设计
    5.4 半实物仿真实验结果
        5.4.1 稳态仿真分析
        5.4.2 暂态仿真分析
        5.4.3 并网逆变仿真分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(5)锂电池极片生产线PMSM调速系统研究与设计(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 交流调速控制策略研究现状
        1.2.2 交流调速智能算法研究现状
        1.2.3 交流调速控制器研究现状
    1.3 本文的主要研究内容和章节安排
第二章 锂电池极片生产线PMSM矢量控制系统建模
    2.1 锂电池极片生产线调速系统控制要求
    2.2 永磁同步电机的结构与工作原理
    2.3 永磁同步电机数学模型
        2.3.1 坐标变换原理
        2.3.2 三相静止坐标系下的数学模型
        2.3.3 两相静止坐标系下的数学模型
        2.3.4 两相旋转坐标系下的数学模型
    2.4 永磁同步电机矢量控制策略
    2.5 电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)
        2.5.1 SVPWM的原理
        2.5.2 SVPWM的实现
    2.6 本章小结
第三章 锂电池极片生产线PMSM调速系统控制算法研究
    3.1 传统PID控制
    3.2 模糊PID控制
        3.2.1 模糊控制基本原理与结构
        3.2.2 模糊PID控制器的设计
        3.2.3 模糊PID控制系统仿真模型搭建
        3.2.4 仿真结果及分析
    3.3 自适应模糊PID控制
        3.3.1 自适应模糊控制结构与设计
        3.3.2 自适应模糊PID控制系统仿真模型搭建
        3.3.3 仿真结果及分析
    3.4 三种控制器仿真数据对比分析
    3.5 本章小结
第四章 锂电池极片生产线PMSM调速系统硬件设计
    4.1 硬件总体设计
    4.2 DSP28335芯片功能
    4.3 主电路设计
        4.3.1 整流、逆变电路设计
        4.3.2 保护和吸收电路设计
    4.4 控制电路设计
        4.4.1 DSP28335最小系统设计
        4.4.2 ADC采样及其调理电路设计
        4.4.3 PWM、QEP隔离及驱动电路设计
        4.4.4 CAN通信电路设计
    4.5 本章小结
第五章 锂电池极片生产线PMSM调速系统软件及实验设计
    5.1 软件系统整体设计
    5.2 自适应模糊PID程序设计
    5.3 中断程序设计
        5.3.1 保护中断子程序
        5.3.2 定时器中断子程序
    5.4 SVPWM程序设计
    5.5 按键及通信程序设计
    5.6 实验平台设计
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文

(6)基于神经网络的双PWM异步电机调速系统研究(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状与发展趋势
        1.2.1 双PWM机侧交流调速系统研究现状与发展趋势
        1.2.2 双PWM网侧可控整流系统研究现状与发展趋势
        1.2.3 双PWM变频器协调控制的研究现状与发展趋势
    1.3 论文研究内容和结构安排
第二章 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制
    2.1 引言
    2.2 异步电动机的三相数学模型
    2.3 坐标变换与变换后的数学模型
        2.3.1 3/2变换与3/2变换后的异步电动机数学模型
        2.3.2 2r/2s变换与静止两相正交坐标系中的异步电动机数学模型
        2.3.3 2s/2r变换与旋转正交坐标系中的异步电动机数学模型
    2.4 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统
        2.4.1 按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系状态方程
        2.4.2 按转子磁链定向的矢量控制
    2.5 异步电机按转子磁链定向的矢量控制系统MATLAB仿真
    2.6 本章小结
第三章 基于神经网络NARMA-L2 的速度控制器研究
    3.1 引言
    3.2 神经网络及BP算法
        3.2.1 人工神经元模型
        3.2.2 神经网络的结构及学习
        3.2.3 BP算法
    3.3 神经网络NARMA-L2 控制器
        3.3.1 神经网络NARMA-L2 模型的推演过程及网络结构
        3.3.2 基于神经网络NARMA-L2 模型的系统辨识与控制器设计
    3.4 神经网络NARMA-L2 速度控制器MATLAB仿真
        3.4.1 基于神经网络NARMA-L2 模型的电机辨识
        3.4.2 神经网络NARMA-L2 速度控制器
    3.5 本章小结
第四章 三相PWM整流器数学模型与按电压定向的矢量控制
    4.1 引言
    4.2 三相PWM整流器工作原理
    4.3 三相PWM整流器数学模型
    4.4 三相PWM整流器控制策略
        4.4.1 按电压定向的矢量控制系统
        4.4.2 电压电流双闭环控制策略
    4.5 三相PWM整流器按电压定向的矢量控制系统MATLAB仿真
    4.6 双PWM NARMA-L2 速度调节器矢量控制系统MATLAB仿真
    4.7 本章小节
第五章 异步电机矢量控制系统实验研究
    5.1 引言
    5.2 实验硬件部分介绍
    5.3 实验软件设计
    5.4 实验结果分析
    5.5 本章小节
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(7)基于DSP的交流调速实验平台的研制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 异步电机调速系统研究现状
    1.3 论文设计要求
    1.4 论文主要研究内容
第二章 异步电机调速系统分析
    2.1 异步电动机结构及数学模型
        2.1.1 异步电机等效电路
        2.1.2 异步电机的谐波及其影响
    2.2 坐标变换模型
        2.2.1 三相静止与两相静止坐标系的变换
        2.2.2 两相静止和两相旋转坐标系的变换
    2.3 电压源型三相变流器
        2.3.1 三相电压变流器的数学模型
        2.3.2 静止坐标系下的数学模型
        2.3.3 旋转坐标系下的数学模型
        2.3.4 数学模型的线性化处理
    2.4 本章小结
第三章 异步电机传动系统控制与仿真
    3.1 异步电机的标量控制
        3.1.1 开环电压/频率(V/F)控制
        3.1.2 带转矩与磁链控制的速度闭环标量控制
    3.2 基于SVPWM的异步电机磁场定向控制
        3.2.1 转子磁链估算
    3.3 转子磁链定向的SVPWM矢量控制系统的仿真
        3.3.1 异步电动机控制系统的仿真模型
        3.3.2 系统仿真主电路部分
        3.3.3 PI调节器模块
        3.3.4 转子磁链观测模型
        3.3.5 电压计算模块
        3.3.6 电压空间矢量(SVPWM)模块
    3.4 矢量控制系统仿真结果及分析
        3.4.1 仿真结果
        3.4.2 仿真结果分析
    3.5 本章小结
第四章 异步电机调速系统硬件电路设计
    4.1 变频调速系统总体电路框图
    4.2 三相不可控整流电路设计
        4.2.1 滤波电路
        4.2.2 限流电路
        4.2.3 保护电路
    4.3 IPM逆变电路设计
        4.3.1 IPM驱动电路
        4.3.2 光耦隔离电路
        4.3.3 故障检测电路
    4.4 检测电路设计
        4.4.1 转速检测电路
        4.4.2 电压检测电路
        4.4.3 电流检测电路
    4.5 系统核心控制及其外围电路设计
        4.5.1 电源电路设计
        4.5.2 数字地模拟地隔离电路
        4.5.3 时钟电路
        4.5.4 复位电路
        4.5.5 JTAG接口
        4.5.6 外部存储器
    4.6 通信电路设计
        4.6.1 USB通信电路设计
        4.6.2 RS232 收发器电路
        4.6.3 CAN总线电路
    4.7 其他外围电路设计
    4.8 系统硬件电路实验验证
        4.8.1 SPWM控制技术实验
        4.8.2 SVPWM控制技术实验
    4.9 部分模块化电路展示
    4.10 本章小结
第五章 基于代码自动生成的系统软件设计
    5.1 开发语言与开发环境简介
        5.1.1 MATLAB与 TI CCS的接口
        5.1.2 DSP代码自动生成流程
    5.2 系统程序设计总体框架
    5.3 DSP主程序设计
    5.4 ADC硬件中断调用子程序设计
    5.5 上位机界面设计
    5.6 实验结果与分析
        5.6.1 实验初始化
        5.6.2 研究速度调节器PI值对系统性能的影响
        5.6.3 改变电流调节器PI值对系统性能的影响
        5.6.4 研究转子回路时间常数Tr对系统性能的影响
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

(8)基于模数综合控制下的异步电机控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 交流电机调速技术的发展现状
        1.2.1 电子元器件的发展
        1.2.2 微处理器的发展
    1.3 电机的交流调速控制策略
        1.3.1 基于稳态模型的控制策略
        1.3.2 基于动态模型的控制策略
    1.4 数字控制方式与模拟控制方式
    1.5 本文的主要内容
第2章 异步电机数学模型及模数综合控制系统
    2.1 异步电机的数学模型
        2.1.1 基于三相静止坐标系下的异步电机的数学模型
        2.1.2 基于两相静止坐标系下的异步电机的数学模型
        2.1.3 基于两相旋转正交坐标系下的异步电机的数学模型
    2.2 PWM控制技术及SPWM算法实现
        2.2.1 PWM控制技术
        2.2.2 SPWM技术的算法实现
    2.3 模数综合控制系统及其框图
    2.4 本章小结
第3章 模数综合控制系统的硬件设计
    3.1 主电路设计
        3.1.1 整流电路的设计
        3.1.2 滤波电路的设计
        3.1.3 以FSBB30CH60D芯片为核心的逆变电路的设计
    3.2 控制电路设计
        3.2.1 三角波电路的设计
        3.2.2 比较电路和死区延时电路的设计
    3.3 检测电路设计
        3.3.1 直流母线电压检测电路
        3.3.2 定子电流检测电路
        3.3.3 转速检测电路
    3.4 其他电路设计
        3.4.1 过压和欠压保护电路
        3.4.2 制动电路
        3.4.3 限流启动电路
    3.5 本章小结
第4章 模数综合控制系统软件设计及试验结果分析
    4.1 TMS320F28335的介绍及其开发环境
    4.2 软件主要模块设计
        4.2.1 转速采样模块
        4.2.2 PI调节模块
        4.2.3 ADC采样模块
        4.2.4 正弦波生成模块
    4.3 模数综合控制系统试验运行结果与分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间授权的专利
致谢

(9)基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 交流调速系统的发展概况
        1.2.3 直接转矩控制的研究现状与方向
    1.3 主要研究内容
    1.4 本章小结
第2章 永磁同步电机数学模型
    2.1 永磁同步电机的分类与特点
    2.2 永磁同步电机的数学模型及坐标变换
        2.2.1 三相定子静止坐标系下的PMSM数学模型
        2.2.2 两相静止坐标系α-β下的PMSM数学模型
        2.2.3 旋转正交坐标系d-q下的PMSM数学模型
        2.2.4 两相静止坐标系x-y下的PMSM数学模型
    2.3 本章小结
第3章 永磁同步电机直接转矩控制系统的设计与实现
    3.1 永磁同步电机直接转矩控制系统
        3.1.1 直接转矩控制的特点
        3.1.2 定子电压空间矢量的生成
        3.1.3 定子电压矢量对磁链的控制(定子磁链的计算模型)
        3.1.4 定子电压矢量对转矩的控制
    3.2 零矢量在PMSM-DTC中的作用
        3.2.1 零矢量的应用问题
        3.2.2 零矢量对定子磁链的控制作用
        3.2.3 零矢量对转矩的控制作用
    3.3 基本PMSM-DTC系统
        3.3.1 不含零矢量的开关表
        3.3.2 基本PMSM-DTC系统原理
    3.4 基于DRM的PMSM-DTC系统
        3.4.1 含零电压矢量的开关表
        3.4.2 基于DRM的PMSM-DTC
        3.4.3 仿真结果分析
    3.5 本章小结
第4章 基于DSP的PMSM-DTC系统硬件设计
    4.1 控制系统硬件的总体设计
    4.2 主要硬件电路设计
        4.2.1 控制电路设计
        4.2.2 主电路设计
        4.2.3 电流电压采样电路
        4.2.4 速度及转子初始位置信号检测
        4.2.5 保护电路设计
    4.3 本章小结
第5章 基于DSP的PMSM-DTC系统软件设计
    5.1 系统软件总体设计流程
    5.2 主程序
    5.3 中断服务子程序设计
    5.4 转速的计算
    5.5 定子磁链扇区的确定
    5.6 PMSM-DTC实验结果分析
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 未来工作的展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
攻读学位期间取得的科研成果目录
攻读学位期间获得的奖励目录
致谢

(10)异步电动机无速度传感器的矢量控制系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
注释表
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 交流调速控制系统的发展和现状
        1.2.1 功率变换技术的发展
        1.2.2 功率电子器件的发展
        1.2.3 数字控制器件的发展
    1.3 矢量控制技术
    1.4 无速度传感器技术
    1.5 课题的研究内容
第二章 异步电动机矢量控制系统
    2.1 矢量控制的基本思想
        2.1.1 矢量控制方法的提出
        2.1.2 矢量控制的基本思路
    2.2 三相异步电动机的坐标变换
        2.2.1 坐标变换的原则
        2.2.2 3S/2S变换
        2.2.3 2S/2R变换
    2.3 异步电动机在不同坐标系上的数学模型
        2.3.1 异步电动机在三相静止坐标系上的数学模型
        2.3.2 异步电动机在两相静止坐标系上的数学模型
        2.3.3 异步电动机在同步旋转坐标系上的数学模型
    2.4 异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统
        2.4.1 按转子磁链定向的矢量控制方程
        2.4.2 按转子磁链定向的异步电机矢量控制原理
        2.4.3 异步电机按转子磁链定向的矢量控制系统的基本结构
    2.5 电压空间矢量(SVPWM)控制技术
        2.5.1 SVPWM的基本原理
        2.5.2 SVPWM的算法实现
    2.6 本章小结
第三章 基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统的设计
    3.1 无速度传感器的转速辨识算法
    3.2 模型参考自适应系统的参数辨识原理
        3.2.1 模型参考自适应系统的基本结构
        3.2.2 基于超稳定性的自适应系统设计
    3.3 基于模型参考自适应的电机转速辨识
        3.3.1 基于MRAS的转速辨识结构
        3.3.2 基于MRAS的转速辨识自适应率及稳定性分析
    3.4 基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统
    3.5 本章小结
第四章 异步电动机无速度传感器矢量控制系统的实现
    4.1 无速度传感器矢量控制系统的硬件实现
        4.1.1 硬件系统总体结构
        4.1.2 主控芯片TMS320F2812 简介
    4.2 无速度传感器矢量控制系统的软件实现
        4.2.1 DSP集成开发环境CCS
        4.2.2 IQMATH库函数简介
        4.2.3 系统软件设计
        4.2.4 电流采样模块程序设计
        4.2.5 相电压重构模块实现方法
        4.2.6 基于MRAS的转速辨识模块程序设计
        4.2.7 磁链角的计算
        4.2.8 SVPWM模块的DSP实现
        4.2.9 PI调节器的DSP实现
    4.3 本章小结
第五章 无速度传感器矢量控制系统实验
    5.1 实验条件及内容
    5.2 实验过程
    5.3 实验波形及分析
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在校期间发表的学术论文以及科研成果

四、基于DSP的空间矢量控制的交流调速系统(论文参考文献)

  • [1]基于自抗扰控制技术的PMSM电流模型预测控制系统研究[D]. 李明阳. 南京信息工程大学, 2021(01)
  • [2]跑步机变频调速控制器的开发[D]. 罗明帅. 西安石油大学, 2021(09)
  • [3]永磁同步电机的弱磁调速控制研究[D]. 何献章. 天津科技大学, 2020(08)
  • [4]基于电子负载的永磁同步电机模拟研究[D]. 王华巍. 北京交通大学, 2020(03)
  • [5]锂电池极片生产线PMSM调速系统研究与设计[D]. 张铮杰. 太原科技大学, 2020(03)
  • [6]基于神经网络的双PWM异步电机调速系统研究[D]. 原野. 太原科技大学, 2020(03)
  • [7]基于DSP的交流调速实验平台的研制[D]. 殷胤强. 石家庄铁道大学, 2019(05)
  • [8]基于模数综合控制下的异步电机控制研究[D]. 孙强. 哈尔滨理工大学, 2017(05)
  • [9]基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制研究[D]. 吴伟乾. 安徽工程大学, 2016(02)
  • [10]异步电动机无速度传感器的矢量控制系统设计与实现[D]. 尚广利. 南京航空航天大学, 2015(12)

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基于DSP空间矢量控制的交流调速系统
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