基于DSP的模糊自适应PI交流调速系统

高性能变频调速技术被广泛应用于工业自动化和家用电器等许多领域。由于交流异步电机是一个高阶、多变量、强耦合的非线性系统,虽然采用参数重构和坐标变换可以实现交流异步电机定子电流励磁分量和转矩分量的解耦控制,但是电机的运行状态容易受到电机参数变化的影响。此外,常规PI速度调节器的参数依赖于电机的精确数学模型,因此调速系统性能受到电机参数变化和环境变量的影响。 为了克服传统变频调速系统的这些问题,本文利用自适应模糊PI速度调节器实时在线整定PI调节器的参数,使得调速系统具有较强的适应性和鲁棒性。仿真研究表明,基于模糊自适应PI调节器的变频调速系统具有响应速度快、超调量小等优点。 本文完成了交流调速试验系统硬件和软件的设计并构建了基于DSP的交流调速数字控制系统。硬件设计主要以DSP和IPM等芯片及其外围元件设计为主。其中,DSP芯片采用美国TI公司的32位定点运算的TMS320F2812,其频率高达150MHz,大大提高了调速系统的控制精度和运算处理能力。IPM的应用实现了调速系统主电路的集成化和小型化。软件设计则以SVPWM调制算法为核心,软硬件都采用模块化设计策略,不同的模块完成特定的功能。 最后,综合调试了本系统的软硬件,并进行了相关的验证试验,验证本文所提方法的有效性。试验结果表明,该试验系统稳定性较好,能够实现电机的实时控制,具有一定的实用价值。