基于DSP的交流永磁同步电机矢量控制调速系统

交流永磁同步电动机由于无励磁、损耗小、效率高、结构简单以及速度准确恒定，近年来在运动控制领域内得到广泛应用。本文基于TI公司的32位定点数字信号处理器——TMS320F2812及PM50功率模块设计了交流永磁同步电机矢量控制变频调速系统，其主要内容如下： 简单介绍了交流永磁同步电机的工作原理、数学模型、矢量控制原理及其控制策略。详细描述了交流永磁同步电机调速系统核心控制器部分和功率驱动部分的硬件结构、元器件选择方案、原理图的设计、PCB布线结构以及硬件设计中应注意的问题。调速系统的软件由主程序和中断服务程序等多个程序模块共同构成，文中详细说明了各模块的功能，包括DSP资源的分配、数据的初始化和规格化、速度环和电流环的设计、控制策略的实现以及速度检测和转子位置的初始化。其中以T1下溢中断服务子程序为软件设计的关键。为使系统拥有良好的动静态特性以及鲁棒性，本文将模糊参数自整定PID控制器引入控制系统的速度环，并用C语言编写了该模糊控制器的查询表程序，在Matlab/Simulink软件环境下对整个调速系统进行了仿真。同时基于设计的软硬件平台，利用MCWIN2812实验系统，对一台200W交流永磁同步电机进行了空载实验和转速切换实验，结果验证了该设计满足调速系统的基本要求，为后续研究奠定了基础。