交流异步电机SPWMDSP控制实现毕业论文答辩.ppt

论文名称：交流异步电机SPWM 的DSP控制实现 指导老师: 王 伟 答 辩 人: 陈 刚 专 业: 自动化 论文框架 研究背景1 课题概述： 自从电气化时代开始以来，电动机成为重要的动力来源。起初，直流电机因其控制与调速较交流电机方便，在电动机应用中占十分重要的比例。但是随着电力电子技术，微处理器技术、控制技术以及PWM等技术的出现和发展，交流电机的调速越来越方便。 课题背景： 自1980年以来，DSP芯片得到了突飞猛进的发展，DSP芯片的应用越来越广泛，并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。 交流调速相关技术的发展 研究背景2 交流调速相关技术的发展：直流电机和交流电机相继诞生于19世纪,直流电机在20世纪的大部分时期里被广泛应用于工业生产以及工业制造之中,在80年代初期，将原本只用于恒速传动的交流电机实现速度控制就成了电气传动领域的一项重要构想和变革,随着现代控制理论的发展,交流电机本身的一些控制理论，例如早期的降压调速，转子回路串电阻调速等，到后来的变极调速，串极调遽，再到现在的变频调速，其中又包括著名的ＶＶＶF方式，矢量控制方式等，矢量控制方式中又包括SPWM算法，SVPWM算法等等，交流电机的调速控制正处于自动控制研究的前沿。 课题方向 根据SPWM的形成原理，利用DSP完成SPWM的技术的实现方法。 本课题主要采用TMS320LF2407型定点DSP为控制核心 ,利用DSP芯片高速运算的能力，根据不对称规则采样法产生输出频率和调制比可任意改变的PWM波。而本课题的核心为不对称规则采样法的DSP编程算法。 论文要点 1 DSP 系统 本课题采用的是TMS320LF2407A芯片，所以在DSP系统这一章节中以TMS320LF2407A芯片对象介绍了DSP芯片特点及事件管理器 。并介绍了DSP的开发技术，包括如何编写源程序和cmd文件 和DSP集成开发环境 。 论文要点 2 交流电动机变频调速 在本章节中主要以交流电动机为介绍对，主要介绍了三相异步电动机的机械特性、调速方法和变频调速原理。包括变频与变压关系（VＶＶＦ)即在变频的同时也要变压，以及基频以下调速（恒转矩调速） 和基频以上调速（恒功率调速）。 论文要点 3 交流电机的PWM控制及软件现 在本章中深入研究SPWM调制方式算法的数学推导及分析了LF2407A DSP软件生成调制波形的实现方法。 其中重点介绍不对称规则采样法的原理和软件实现。 不对称规则采样法 既在三角波的顶点对称轴位置采样，又在三角波的底点对称轴位置采样，也就是每个载波周期采样两次，这样所形成的阶梯波与正弦波的逼近程度会大大提高。 不对称规则采样法的DSP编程算法 载波频率固定为20kHz。可以实现调制波频率l～50Hz变频功能、死区功能、窄脉冲删除功能。线与三角波的两个腰的交点作为SPWM波“开”和“关”的时刻。主程序的工作是根据输入的调制波频率计算N和2N，并根据U／F曲线确定M值。是定时器下溢中断子程序框图。定时器采用连续增减计数方式，每个载波周期都产生一次下溢中断。 计算中的正弦值采用查表方法，每一度给出一个正弦值数据，因此共有360个数据，存放到ROM中。 全部计算采用定点计算，以提高计算速度。所有数据采用Q格式，其中Qx表示该数据被放大了2x倍。 本算法采用不规则采样法。 总结与展望 本文主要完成了以下几方面内容的工作： 1、分析和总结了电机调速、电力电子技术和国内外交流调速的发展现况和趋势。 2、学习TMS320LF2407A型DSP芯片的硬件结构、C语言程序设计方法，熟悉DSP的集成开发环境CCS及其应用。 3、三相异步电动机的机械特性、调速方法以及变频调速原理。 4、深入研究SPWM调制方式算法的数学推导及分析了LF2407A DSP软件生成 调制波形的实现方法。 由于时间等各方面原因，本文设计只完成了控制算法理论以及开环软件上的实现，如果条件许可，有待以下一些方面进行进一步的研究和实践： l、进一步优化和完善软件设计，提高软件运行的抗干扰能力，提高电机的动态响应。 2、继续完成键盘、液晶显示等人机接口界面和串口通讯模块电路板的设计，使变频控制驱动系统产品化。 3、有条件的基础上进行软件和硬件的联机调试，分析谐波及抑制措施，提高系统可靠性。 致谢 本论文是在王伟老师的悉心指导和殷切关怀下完成的。在一学期的毕业设计学习期间，无论是在学习上还是生活上都得