电机控制算法讨论讲述.ppt

6.调试心得 从内环到外环分步调试： (1)前向通道测试：前向通道调试，主要包括逆CLARK变换、SVPWM模块和SIN表，辅助模块为旋转角度发生模块。通过给定旋转角速度和电压VD、VQ，采用软件仿真环境可以得到马鞍型电压波形，则表示所测试的模块是正确的。 2.带电机开环测试：带电机开环测试，使用调压器，母线上通入较小的电压，电机能够以给定的旋转角度进行运转。测试模块为AD采样模块、PARK变换和CLARK模块，框图如图所示：其中park变换和逆park变换的角度是给定的，所以park变换的dq电流是由给定的角度所决定的。结果如图所示，可以看到id与iq均为直流，均不为零 why? -100 -50 0 50 100 150 1 15 29 43 57 71 85 99 113 127 141 155 169 183 197 211 225 239 253 ic id iq Id,iq均不为零，因为不是以转子磁场定向，而是以定子电压方向定向进行变换，这样可以计算出电压与电流的夹角和功率因数 3.电流闭环测试：电流闭环测试，主要测试初始相位判断模块、码盘反馈角度计算模块、电流PI调节器模块。旋转角度产生模块可以去掉。调试结构框图如图所示。目的：调试电流环，并达到我们的要求。 测试结果如图2-8所示：图中电流给定为id=100h（约9.4 A），iq=10h，为使速度与电流表现在同一个图中，采用标幺值，电流采用100H作为基准值，速度用2000转/分作为基准值。Iq给定一个较小的值目的是为了使电机旋转，电流环特性主要看id，图1中可以看到id保持在给定值附近，iq在速度上升到最大转速（即电压饱和）后，降为更小值，作用是克服摩擦等阻力使电机保持旋转。id是励磁电流不产生扭矩，所以保持恒定。图2是id响应图，电流响应时间为8个电流周期，为0.8ms，保持在给定为256（100h）附近。 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1 14 27 40 53 66 79 92 105 118 131 144 157 170 183 196 209 222 235 248 iq id speed 图1 图2 4.速度环闭环测试：测试模块方法为：码盘接受QEP模块、速度计算模块、速度PI调节模块如图2-10。图2-11为速度阶跃响应的测试结果，速度给定为额定值2000转/分（标幺值为1）。图中可以看到速度响应较慢（约为570ms），其主要原因是速度PI采用增量式PI，PI输出也是增量输出，没有饱和输出，所以iq电流给定很小，速度上升慢（原因？）。 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1 13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 229 241 iq id speed PI调节器 一般表达式： 离散表达式： 其中： 实现方式： 增量式： LT KPV MPY ERR_SUB PAC LT KIV MPY ERR APAC SACH ID_REF,7 * * LOGO 王彬杰 RD ABB 04-14-2010 电机控制算法探讨 Woshijiajk;a gl a;l ; 主要内容 一、电机控制理论背景 1.异步电机模型及矢量控制框图 2.同步电机模型矢量控制框图 3.统一控制模型 4.VF框图 二、具体实现及一些细节问题的讨论 1.PMSM转子磁极的检测 2.PMSM启动算法以及每转校正环节 3.死区补偿算法 4.位置环的设计 5.电流采样改进，初始零点采样加冒泡算法 6.如何调试 7.PI 主要内容 一、电机数学模型 由于感应电机的基于静止坐标系的数学模型是非线性、强耦合的，难以进行动态分析，通过旋转变换，可以分别得到基于两相静止坐标系的数学模型和基于两相旋转坐标系的数学模型。变换示意图如下图所示。 1.异步电机模型及矢量控制框图 转矩方程为： （1-1） 定子电压方程：