基于dsp和svpwm的交流调速系统设计与实现（可复制）.pdf

摘要随着工业自动化的发展,人们对电机控制系统的性能要求越来越高。矢量控制、直接转矩控制等先进的控制理论不断提出,而微处理器和控制器的更新换代特别是数字信号处理器某鱿郑沟美砺鄢晌J导5牵比嗣窃谧非笮阅苡氤杀尽⑹涤和空间矢量脉宽调制际醯某鱿郑ù蟮馗纳屏说缁目刂菩阅埽Vち传统变频调速技术在世界工业特别是发展中国家工业控制中的广泛应用。因此,在这个科技理论与电子器件日新月异的今天,如何接受并应用它们来实现电机调速,如何使它们在实际应用中更实用、更安全、更节约成本等方面都是值得关注与研究的问题。术实现交流异步电机的变频调速。详细介绍了基于挠布刂破教ǖ慕峁棺槌伞设计过程以及理论依据和性能保障。分析了际踉怼⒉鶳波的控制算法和程序实现中的定标运算。运用传统刂萍际鹾拖执:悄芸刂萍际醴直鸾了速度闭环控制系统的设计与实现,在刂破教ㄉ隙云淇刂菩阅芙辛搜橹ぁW后,又从降低成本角度考虑,给出了一种新颖的电机控制技术——单片亩嗟缁关键词:交流调速系统;数字信号处理器;逆变器:空间矢量与安全的时候会发现,成熟的变频调速技术仍然是作为首选。智能化功率模块本文就是针对上述问题应用功能强大的⒅悄芑腎和先进的控制技术,以单片刂屏教ㄒ觳降缁@彩隽苏鱿低车纳杓乒蹋徊⑼ü验验证了其切实可行性,为对于成本敏感或多电机应用场合提供了理想的解决方案。本文所有硬件电路设计和程序编写基于S布缏分械氖莶杉电路、速度传感电路、单片乃ǖ缁刂瓢濉⒈;さ缏返戎饕2糠侄季导实焊制和调试。软件设计中的绦颉⑺俣缺栈烦绦颉⑺ǖ缁刂瞥绦虻戎饕3绦都足采用镅院突惚嘤镅蕴子酶袷剑褂肅嘁牖肪吃贒控制平台上进行过实际调试和验证。试验证明,闭环调速系统的超调黾可控制在%之内、稳态误差小于ァ⑸仙奔洳怀.;单片乃玣乜机控制系统町实现电机与电机直鹪痬~痬和/诹惺盕皗控制。摘要
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第一章绪论课题研究的背景及意义世纪中期,直流电机传动与交流电机传动技术先后产生。由于直流电机具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,高质高效的平滑运转,使得它在接下来的近一个世纪罩占有绝对的统治地位。但是,直流电动机结构复杂,造价昂贵,机械换向器与电刷机的挑战,并有被交流电动机逐渐取代的趋势。交流电动机特别是异步电动机具有结构简单,体积小,重量轻,价格便宜,运行可靠,维护方便,使用环境局限性小等优点,在生产和生活中得到广泛的应用。特别是世纪年代,由于计算机的产生,以及近年的新型快速的电力电子元件的出现,使得交流异步电动机的调速成为可能。再加上当时席卷世界的能源危机,迫使人们投入大量财力和人力去研究高效节能的交流调速系统,这都使得交流调速技术得到了迅速的普及。目前,交流调速系统已广泛应用于数控机床、⒈谩⒋痛⒖盏髌鞯壬璞钢校高性能的交流拖动系统正逐步取代直流拖动系统⋯。交流调速技术最常用的方法是变频调速,它通常是通过改变电源频率来实现交流电其优点是控制结构简单,成本较低;但是,其控制系统性能不高,利用率低,转矩响应。因此这种控制方式仅适应于风机、水泵等控制性能要求不高的场合。上世纪虽然欠量控制和直接转矩控制都能达到极高的控制性能,⒄棺纯之间存在火花,尤其是维护困难,以至于难以适应恶劣环境等问题,不断受到交流电动动机的速度控制。而早期的变频系统都是采用丌环恒压频比/愣的控制方式,慢年代,德幽的瓸岢隽耸噶靠刂评砺郏⒋戳私涣鞯缍刃е绷鞯缍刂的先河,使交流电动机调速后的机械特性以及动念性能都达到了￡绷鞯缍鱆调速性能不相上下的程度。年,德困鲁尔大学的教授首次提出了直接转矩控制理论遣捎每瘴适噶康姆治龇椒ǎ炎>刂苯幼魑1豢亓克刂疲而获得转矩的高动念性能。近年来,智能控制技术也是交流凋速发展的一个方向,但大部分成果还处在仿真阶段。.√庖庖较多,算法代码庞大,直接转矩控制低速性能不佳,设备要求精良等原因,使得它们在工业中特别是像中国这样的发展中国家工业中还没有得到很好的应用,还处在深层研究
的应用。蕊作为交流电动机最基本最常用的控制方法——带有瞬态电压、瞧流、速度闭课题主要研究内容制,提高了控制系统的动态性能,基本可以满足生产中电机传动对控制性能的要求。褥加上其结构简单,成本低廉等优点,仍然在国民生产中占有绝对的应用地位。特别是近二三十年,微处理器、微控制器以及功率电子器件的发展使得变频调速技术成为许多新智能功率模块某鱿郑沟糜杀淦灯鞴┑绲慕涣鞯缍刂葡低郴竦迷嚼丛焦惴势。更优化的际酢⑾冉闹悄芄β誓?,加上具有高性能运行速度的讲述如何用功能强大妁信号处理器⒅橇腎模块和薪兴的际跞实现变频调速系统。并从实际应用角度考虑,在安全性、实用性、降低成本方而进行了率模块组裁的交一直一交电眶源哩逆变器没计驱动电路。并对实