基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究

随着材料技术、电力电子技术、控制理论、计算机技术、微电子技术的快速发展以及电动机制造工艺水平的逐步提高,永磁同步电机(PMSM)交流伺服控制系统在工业领域也具有越来越广泛的应用前景。永磁同步电动机因其优良的性能和多样的结构,在工农业生产、日常生活、航空航天和国防等各个领域中得到广泛应用。为获得高性能、高精度的执行效果,需要使用变频电源对永磁同步电动机进行驱动和控制。因此,永磁同步电动机调速控制系统的研究具有重要的理论意义和实用价值。本论文在分析了PMSM的结构、数学模型的基础上采用TI公司专用于电机控制的TMS320F2407A型数字信号处理器作为核心,开发了全数字化的永磁同步电机矢量控制调速系统,主要完成了以下几个方面的工作: (1)本文查阅大量的文献资料,阐述了永磁同步电机的发展概况及应用以及其控制系统的发展现状,讨论了此课题的研究意义。 (2)在分析了PMSM的工作原理及其运行特点的基础上,深入研究了永磁同步电机的矢量控制理论,采用SVPWM矢量控制技术,并在此基础上建立PMSM数学模型,构建了采用速度和电流双闭环的矢量控制策略。 (3)在分析了TI公司的高速数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A的特点的基础上,通过其专用开发平台,设计了基于该DSP的永磁同步电机矢量控制系统,完成了控制器、功率变换单元以及位置检测单元的设计,并在此基础上设计各种保护电路。同时设计了系统软件控制部分,完成了主程序、中断控制程序以及各项子程序的设计。 (4)本文在研究MATLAB/SIMULINK的基础上,建立了永磁同步电机矢量控制系统仿真模型,并进行了控制仿真研究,仿真结果表明,该控制系统响应速度快,超调量小,抗干扰性能强。 本文通过对永磁同步电机控制系统的研究,将矢量控制策略与DSP控制技术有机的结合,具有较大的实际使用价值。