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基于DSP的永磁同步电动机变频调速系统的研究与设计

近年来,随着随着永磁材料性能价格比的不断提高,以及电力电子技术、微处理器技术、控制理论等相关技术的快速发展,永磁同步电动机在中、低容量的运动控制系统中得到了广泛的应用。但由于永磁同步电动机驱动系统容易受电机参数变化、负载突变等不确定因素的影响,要想获得高性能的永磁同步电动机调速系统,必须将先进的控制理论与高速微处理器相结合,来克服这些不确定因素的影响,使系统具有较高的精度、较强的抗干扰性能。本文采用TMS320F2812DSP为主控制器,并将模糊神经网络控制应用于永磁同步电动机调速系统中,利用模糊神经网络控制不依赖于精确的数学模型、鲁棒性强等优点来克服基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电动机参数的非线性、强耦合的影响,并利用免疫遗传算法(IGA)对模糊神经网络控制器中的参数进行优化,可以使系统具有较高的控制精度。基于以上思想,本文主要完成以下几个方面的工作:首先介绍了永磁同步电动机的结构和特点,通过坐标变换理论,建立了永磁同步电动机  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

永磁同步电动机变频调速系统的研究

本论文在研究永磁同步电动机运行原理的基础上详细讨论了其变频调速的理论并且设计了一套基于DSP的永磁同步电动机磁场定向矢量控制系统。永磁同步电动机相对感应电动机来说具有体积小、效率高以及功率密度大等优点,因此自从上个世纪80年代,随着永磁材料性能价格比的不断提高,以及电力电子器件的进一步发展,永磁同步电动机的研究也进入了一个新的阶段。永磁同步电动机既区别于感应电动机又与电励磁同步电动机相比有自身的特点,因此本论文首先从永磁同步电动机的本身出发,讨论了其稳态运行原理,分析了永磁同步电动机的转矩特性、功率特性及效率。矢量控制理论的发明是交流调速领域中的一个重大突破,本论文详细讨论了永磁同步电动机的矢量控制,在推导其精确数学模型的基础上分析了矢量控制理论用于永磁同步电动机控制的几种电路控制策略,包括了i_d=0控制、COSφ=1控制,以及最大转矩/电流控制方式,并且开发出基于DSP的全数字永磁同步电动机的矢量控制系统,给出了其软、硬件的...  (本文共101页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
太原理工大学

基于DSP的永磁同步电动机矢量型无传感器变频调速系统的研究设计

在现代化的工业、农业、交通运输业以及国防事业中,依靠电机直接或间接驱动的设备极为广泛。随着人们对生产设备运行可靠性以及控制精度要求的不断提高,以及节能环保,有效利用能源这一社会发展的共识,可调速、高控制精度、高性能、节能环保的驱动电机是未来发展的需要。永磁同步电动机作为一种新型电机,是伴随着电力电子、微控制器以及稀土永磁材料发展而来。它的励磁部分用永磁体代替传统的绕线式绕组,使电机整体结构变的简单,在运行效率、功率因数以及损耗等方面具有其他交流电机无可比拟之处。因此,永磁同步电动机在各种可调速的驱动设备中受到很大的青睐,但是它只能通过变频的方式进行起动和调速。而变频调速技术作为一种能有效节能降耗,提高系统效率的技术,已经开始在诸多方面推广使用。本文首先分析了在当今节能降耗大环境下,使用节能效果明显的永磁同步电动机的必要性。针对石油装备行业中的抽油机普遍使用功率因数较低的三相异步电动机作为驱动设备这一现状,认为有必要对现有驱动设备...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

无位置传感器永磁交流伺服系统控制策略的研究与实现

永磁交流伺服系统因其自身的一些优点,在数控机床、工业机器人等领域中取得日益广泛的应用。同时,无位置传感器永磁同步电动机的矢量控制方法也成为研究中的一个热点。本文在对无位置传感器控制策略中的一些关键问题进行深入研究的基础上,提出了一套切实可行的无位置传感器控制方案。在分析永磁同步电动机(PMSM)的数学模型基础上,建立了具有空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)模块的永磁同步电动机控制系统Matlab仿真模型,基于该仿真模型,可以对无位置传感器控制算法的合理性进行验证,从而加快实际系统的设计和调试过程。将卡尔曼最优估计原理应用到交流永磁同步电动机伺服系统中,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电动机无位置传感器调速系统的状态估计方法。结合卡尔曼滤波原理,通过在α?β坐标系下对电机非线性方程进行线性化,给出了一种对永磁电机的转子位置角和转速进行实时在线最优估计的方法。该方法具有优良的转子位置和转速跟踪特性,同时系统具有较强的抗负载扰...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计

在现代化工业生产中,电机及其控制系统占有着举足轻重的地位。具有更高的运行精度,更大的调速范围,更短的调节时间的电机控制系统的开发是现代化工业控制领域的热门研究方向。而永磁同步电机因其自身优良的特性,逐渐成为了工业控制中电机伺服系统中的主流电机,因此研究设计出能够适应现代化工业控制要求的永磁同步电机的控制系统有着越来越重要的意义。本课题采用TI公司的数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)TMS320LF2407A芯片作为系统的控制核心。它将高性能的DSP内核和丰富的微控制器外设功能集于一身,为电机的控制系统应用提供了一个理想的解决方案。它简化了系统的设计,提高了控制器的实时处理能力和调速性能,增强了系统的可靠性和集成度,功能更为完善。本课题以电机的矢量控制算法为理论基础,研究了永磁同步电机的组成原理和数学模型,分析了电机的矢量控制系统的基本原理与控制策略,论述了永磁同步电机矢量控制系统实现的...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京工业大学
北京工业大学

基于能量管理的可逆变频调速系统的研究与实现

随着电力电子技术与数字控制技术的快速发展,由全控型开关器件构成的PWM变流器在电力电子设备中得到了日益广泛的应用。由于PWM变流器具有功率因数可调、交流侧电流正弦度高以及能量双向流动等优点,不仅可实现调速系统的正反双向运行,而且降低了功率控制系统对电网电能质量的污染,符合“绿色”电网的发展趋势和节能环保的国家发展战略。因此以PWM变流器为基本单元,构造back-to-back变流器并将其应用到电动机调速控制中,就成为当前高性能调速领域的发展趋势和研究热点。本文以back-to-back变流器为基础,对驱动永磁同步电动机的可逆变频调速系统进行了较为深入的研究,设计了调速系统的正反向运行控制策略;针对过渡过程中系统能量的变化特点,设计了可逆变频调速系统的能量管理策略。文中首先针对可逆变频调速系统的不同运行模式,从系统拓扑结构和数学模型两方面进行详细分析,并据此提出了不同运行模式下系统的具体控制需求;然后基于此,利用矢量控制思想、SV...  (本文共167页) 本文目录 | 阅读全文>>