毕业设计-基于DSP的永磁同步电动机矢量控制系统研究.doc

诚 信 声 明 本人声明： 1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果； 2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料； 3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名： 日期： 年 月 日 湖南工程学院 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 ————☆———— 设计（论文）题目： 基于DSP的永磁同步电动机矢量控制系统研究 姓名 周琳 系别 应用技术学院 专业 电气工程及其自动化 班级 0786 学号 200713010616 指导老师 颜渐德 教研室主任 谢卫才 一、基本任务及要求： 1）掌握矢量控制的基本原理。 2）掌握永磁同步电动机矢量控制系统。 3）利用MATLAB软件仿真，分析。 4)硬件设计及软件设计 二、进度安排及完成时间： 2月20日：布置任务，下达设计任务书 2月21日——3月10日：查阅相关的资料（总参考文章15篇，其中2篇以上IEEE的相关文章）。 3月13日——3月25日：毕业实习、撰写实习报告 3月27日——5月30日：毕业设计、4月中旬毕业设计中期抽查 6月1日——6月7日：撰写毕业设计说明书（论文） 6月8日——6月10日：修改、装订毕业设计说明书（论文），并将电子文档上传FTP。 6月11日——6月12日：毕业设计答辩 目 录 摘 要 I Abstract II 第１章 概述 1 1.1 永磁同步电动机的发展概况及应用前景 1 1.1.1 永磁同步电动机发展概况 1 1.1.2 永磁同步电动机特点及应用 2 1.2 永磁同步电动机控制系统的发展现状与趋势 3 1.3课题研究的背景及本文的主要研究内容 4 1.4本课题的研究意义 5 第2章 永磁同步电动机的结构及其数学模型 7 2.1 永磁同步电动机的结构 7 2.2 永磁同步电动机的数学模型 8 2.2.1 永磁同步电机在静止坐标系()上的模型 8 2.2.2 永磁同步电机在两相静止坐标系()上的模型方程 10 2.2.3 永磁同步电机在旋转坐标系()上的数学模型 12 第3章 永磁同步电机矢量控制及空间矢量脉宽调制 16 3.1 永磁同步电机的控制策略 16 3.1.1永磁同步电机外同步控制策略 16 3.1.2 永磁同步电机自同步控制策略 16 3.1.3 永磁同步电动机的弱磁控制 19 3．2 空间矢量脉宽调制(SVPWM) 19 3.2.1 空间矢量脉宽调制原理 19 3.2.2 空间矢量脉宽调制实现 22 3.3 PI控制器的设计 24 3.3.1 电流环PI控制器的设计 24 3.3.2 速度环PI控制器的设计 25 第4章 系统仿真模型 26 4.1 MATLAB仿真工具箱简介 26 4.2闭环控制系统仿真 27 4.3 仿真结果及分析 31 第5章 永磁同步电机控制器的硬件设计 34 5.1 功率变换单元的设计 34 5.1.1 三相桥式主电路 35 5.1.2 IR2130驱动器 36 5.1.3 信号隔离电路 38 5.2 检测单元的设计 38 5.2.1位置检测单元的设计 38 5.2.2 电流检测电路 40 5.2.3 电压检测电路 40 5.3 控制器的设计 41 5.3.1 DSP的特点和资源 42 5.3.2 系统设计中所用的DSP硬件资源 43 5.4 电平转换 44 5.5 保护电路的设计 45 5.5.1 过流保护电路 45 5.5.2 过压保护电路 46 5.5.3 上电保护电路 46 5.5.4 系统保护电路 47 第6章 永磁同步电机控制器的软件设计 48 6.1 DSP软件一般设计特点 48 6.1.1 公共文件目标格式 48 6.1.2 格式表示方法 49 6.2 控制系统软件的总体结构 50 6.3 控制系统子程序设计 53 6.3.1 位置和速度计算 53 6.3.2 速度、电流PI控制 55 6.3.3 电流的采样与滤波 56 6.3.4 坐标变换软件实现 58 6.3.5 正余弦值的产生 58 6.3.6 空间矢量PWM程序 59 结束语 60 参考文献 61 致 谢 62 附录 63 基于DSP永磁同步电动机矢量控制系统研究 摘 要：本论文在分析了PMSM的结构、数学模型的基础上采用弧公