任叁民[1]2008年在《带转子时间常数在线辨识的矢量控制系统的研究》文中认为矢量控制调速技术在速度控制与转矩控制方面可以与直流调速系统相媲美,是异步电机变频调速技术的重要发展方向。针对交流电机转子时间常数的变化对按转子磁场定向的矢量控制系统影响最大的特点,本文深入探讨了目前交流电机控制技术中的电机参数辨识方法,通过对各种参数辨识方法的对比分析,提出了一种基于MRAS的转子时间常数在线辨识器。在MATLAB/SIMULINK仿真平台上对该辨识器进行仿真,仿真结果表明该辨识器具有收敛速度快,辨识精度高和跟踪性能好等特点。在转子时间常数在线辨识器理论与仿真研究的基础上,本文还采用TMS320LF2407A电机专用芯片设计了带转子时间常数在线辨识的矢量控制系统,完成了软件程序流程图的设计和进行程序编写,在建立的硬件电路上完成了主要程序的调试工作。仿真和实验研究表明,本文所提出的基于MRAS的转子时间常数在线辨识方法应用于按转子磁场定向的矢量控制系统,可有效改善系统的控制性能和控制效果,为研究高性能交流传动系统奠定了较好的理论基础。
赵泽生[2]2007年在《基于DSP的通用变频器研究》文中指出近年来，交流电机变频调速及其相关技术的研究已成为现代电气传动领域的一个重要课题，并且随着新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机控制理论的发展，交流变频调速技术还将会取得巨大进步。在交流变频调速领域，脉宽调制技术作为一项关键技术，在变频调速技术的发展中具有重要作用，而恒压频比控制(U／F=C)是通用变频器中应用最广泛的一种控制方式，鉴于此，本文在已有3kW交流变频调速实验平台的基础上，以DSP TMS320LF2407A作为核心控制器，采用恒压频比控制方式和空间电压矢量PWM调制策略研制了一台30kW通用变频器的样机。本文论述了通用变频器各部分的工作原理和设计方法，在此基础上设计了变频器的硬件电路和控制软件，并完成软、硬件联调，从功能和性能上对原实验平台加以完善。主要研究的内容如下：1．简单介绍了恒压频比控制方式，比较了正弦脉宽调制(SPWM)和电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种脉宽调制技术，其中，重点分析了SVPWM调制方式的特点。2．仔细研究了通用变频器在VVVF控制方式下的低频电压补偿和直流母线电压动态补偿的原理，并提出了补偿实现的方法。3．介绍了通用变频器信号采样的方法和算法，包括直流和交流采样两种。为了满足信号采样实时性和及时性的要求，本文采用交流采样方式，并给出了跟踪频率变化的交流采样的实现方法。4．分析了通用变频器的常见故障和保护原理，针对不同特征的故障，采取了相应的硬件、软件保护措施，提高了系统可靠性。5．完善了人机界面系统，5位共阴极数码管能清楚地显示系统设置的参数和各种运行状态，键盘能完成参数的设定、运行操控等功能。6．采用TI公司生产的TMS320LF2407A数字信号处理器(DSP)作为控制器，设计了系统的硬件和软件。硬件电路主要包括主回路、控制回路、电流和电压检测回路、保护和故障处理电路以及人机界面等；整个系统的软件采用结构化程序设计方法，包括主程序和各功能模块子程序，使得整个程序设计调用灵活，调试方便，实现了通用变频器的基本功能。7．本文所完成的工作使作者所在实验室已有的交流变频调速实验平台得以进一步完善。8．本文所设计的通用变频器样机在试验室条件下进行了初步试验，试验结果表明此系统有关性能、功能基本达到了设计要求。
涂雪芹[3]2007年在《基于DSP的空间矢量变频器的研制》文中指出恒压频比控制(V/F)是变频器中应用最广泛的一种控制方式,采用这种控制方式研制的变频器系统结构简单,成本低廉,适用于风机、水泵等对调速系统动态性能要求不高的场合。目前这种变频器的经济性和通用性深受市场的青睐。鉴于此,本文利用TMS320LF2407 DSP作为控制芯片,采用恒压频比的控制方式和空间矢量调制策略研制了一台变频器的样机,并对一些关键的问题给予理论分析并提出实现的方法。本文主要内容如下:1.阐述了电压正弦脉宽调制(SPWM)技术和空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,对二者的特点进行比较,并将空间矢量脉宽调制技术用于实际变频器系统中。2.详细分析死区产生的机理和空间矢量PWM中死区效应对输出电压的影响,并结合空间矢量图,讨论了输出电压矢量位置与叁相电流方向的关系。在此基础上,提出了一种新型的死区补偿策略,将叁相电流分成六个区域,并在每个区域只对其中一相输出电压进行补偿。该方法通过判断输出电压矢量的角度来获取叁相电流的方向,避免了电流检测中多个零点的现象。3.以二极管构成叁相桥式不可控全波整流电路,并以IPM作为功率器件构成逆变电路组成的交-直-交电压源型变频系统主电路;同时以TMS320LF2407为中央处理器,设计控制电路,它包括主控模块、电流电压采样模块、转子位置采集模块、显示模块和键盘输入模块;并在CCS环境下,利用C语言和汇编语言混合编写程序。4.研制出一台样机,并对所研制的样机进行试验。实验结果证明,系统中电机电流的谐波失真较小,直流母线电压利用率比常规的正弦波脉宽调制(SPWM)有了较大的提高,功率器件的开关损耗较小。本系统具有控制简单、外围电路较少、性能价格比高等优点,适合于风机、水泵用变频器的性能要求。
李骥[4]2008年在《基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究》文中研究表明随着材料技术、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。
潘劲松[5]2008年在《基于DSP的交流电机变频调速系统研究》文中指出从全球电气传动应用技术发展趋势来看,随着电力电子技术的不断发展,电气传动控制在现代化建设中起着越来越重要的作用。为了满足高性能、环保、节能的要求,自20世纪70至80年代以来,通过对交流调速控制技术的不断深入研究与完善,作为牵引电气传动的矿用架线式电机交流拖动领域,异步电机的交流调速控制系统以其特有的优点正逐步取代传统的直流调速系统,特别是空间矢量变频调速控制技术更是具有不可比拟的使用价值。本文介绍了交流调速系统的发展概况、使用领域,以及交流调速系统的国内外研究现状,针对我国能源消耗大的现实,在传统直流电机调速系统中大力推广、应用空间矢量变频控制技术已成为电动机调速的最新潮流,也具有极其重要的现实意义。文中主要阐述了交流电机的调速方法、推导出交流电机的等效模型,阐述了矢量控制的基本思路,对基于高速数字信号处理器(DSP)的交流电动机SVPWM空间矢量变频调速控制系统进行研究,完成了交流电机矢量控制系统的硬件结构、控制算法。文中为了体现该系统的实用性,设计出了基于TMS320LF2407的DSP最小控制系统。在DSP的软件编程上,采用汇编语言和结构化的C语言对有关控制策略进行实现,使得控制程序具有结构化和条理化,控制思路清晰。并对该矢量控制的交流变频调速系统进行了仿真和实验。从仿真和试验的波形可以看出,该系统可以实现较大范围内的平滑调速,有很强的控制精度和良好的动态性能,实验结果验证了系统设计的有效性,可行性,为新的实验设备的进一步开发和利用奠定了坚实的基础。
许珲[6]2008年在《异步电机矢量控制交流调速系统的研究与实现》文中指出现代电力电子技术及计算机控制技术的迅速发展,促进了电气传动的技术革命。交流调速取代直流调速,计算机数字控制取代模拟控制己成为发展趋势。交流电机调速是当今节约电能、改善生产工艺流程、提高产品质量,以及改善运行环境的一种主要手段。本文正是以叁相异步电动机为研究对象,从电动机调速的实质出发,对异步电机的矢量控制策略进行了研究。论文在分析异步电机结构及特点基础上,运用空间电压矢量技术(SVPWM),采用了TI公司专用于电机控制的TMS320LF2407A型数字信号处理器(DSP)作为核心,研究并设计了全数字化的异步电机矢量控制调速系统的实验平台,实现了电机的交流调速。本文可分为叁部分:首先,介绍了交流调速及其相关技术的发展现状和发展趋势,以及交流调速系统的主要控制策略,分析了异步电机的数学模型及其矢量控制原理,根据矢量控制原理给出了交流异步电机矢量控制系统总体设计方案及其控制策略,并进行了相关控制仿真,仿真结果表明系统具有较高的响应能力和鲁棒性。然后,介绍了系统的硬件电路设计和相关控制程序设计,平台的硬件部份主要包括主回路、控制回路、检测单元、保护电路、辅助电源等电路的设计。软件部份主要由主程序、PWM中断服务子程序、故障保护中断保护服务子程序、串行通讯服务子程序以及软件抗干扰措施组成,软件采用C/汇编语言编程,实现了转速和电流双闭环矢量控制并给出了相关试验波形,通过实验进一步验证了本文给出的控制方法的合理性与有效性。最后,对本文的工作进行了总结,并对今后的研究工作做出了分析与展望。
丁宝东[7]2007年在《基于DSP的游梁式抽油机变频控制系统研究》文中进行了进一步梳理目前,各油田广泛使用游梁式抽油机进行石油开采,但其拖动系统普遍存在以下问题:采油泵充满度低,“大马拉小车”问题严重,导致驱动电机效率和功率因数都很低;抽油机负载剧烈波动,并且存在电机倒发电馈能冲激问题。本论文针对这些问题研究开发一种基于DSP的抽油机专用变频节能控制装置,提高抽油机的采收率和节能效率。本课题在对变频调速的多种控制方案进行分析、总结和比较的基础上,确定了以高性能DSP TMS320LF2407A作为控制核心的抽油机专用变频节能控制系统。该系统主要包括交-直-交变频主电路,检测与保护控制单元,DSP控制系统,运行状态显示单元和驱动单元等。通过对电机负载参数的自动检测和综合分析,实现系统的动态负载跟踪寻优节能和上、下冲程独立变频控制,改善电机的工作状态,提高系统的节电效率,抽油机增产节能效果明显。针对抽油机现场试验中存在的随着SPWM载波频率升高所出现的电机低频震颤问题,经过大量的机理研究和实验尝试,探明了震颤原因并提出了一种简单实用的PWM控制改进方案。在系统保护方面,还针对油田电网的大幅度波动特点,提出一种交、直流侧过压保护分别独立的设计方案。通过现场实验和检测结果,证明了本系统方案的可行性和可靠性。本文针对抽油机不平衡馈能入网的性能要求,鉴于常规的PWM可逆整流器对直流侧电压要求较高和控制复杂的缺点,提出并尝试了一种整流逆向PWM控制方案。仿真与实验结果证实了该方案的可行性。
郭佳[8]2008年在《电力机车辅助变流器叁相逆变器的控制研究》文中进行了进一步梳理随着电力电子技术的不断发展,电气传动控制在现代化建设中起着极为重要的作用,为了满足高性能、节能和环保的要求,交流调速控制系统以其特有的优点正逐步取代传统的直流调速,在电气传动领域中扮演着重要的角色。电力机车的辅助电源主要为机车主电路提供冷却、为空气制动系统提供电能;辅助变流器的工作状况直接影响到主电路的工作状态,以及司乘人员的工作环境,是机车稳定、安全运行的关键。本文阐述了200km/h电力机车辅助变流器逆变器主电路结构与器件选型设计,并介绍了基于DSP的电力机车辅助变流器逆变器控制系统的研究和实现。利用TI公司的TMS320LF2407A电机专用控制芯片作为控制核心,同时设计了驱动模块及电源模块。文中阐述了交流异步电机的数学模型是高阶、非线性、强耦合的多变量输入输出系统,介绍了交流电机的正弦脉宽调制、开环电压空间矢量的U/F控制的原理,并利用DSP构成控制系统,通过汇编语言和16位定点C语言混合编程的方法实现了上述的变频调速控制策略。同时为了实现该控制系统的实用性,还设计了DSP最小系统。论文中给出了实验结果和波形分析,并且与MATLAB/SIMULINK仿真的波形进行比较。通过实验证明:该调速控制系统可以实现在5～50Hz范围内平滑调速,且具有良好的动静态调速性能,实验结果验证了系统设计的有效性、可行性。本文同时还探讨了设计数字化系统所必须注意的电磁兼容性要求,给出了系统的软件、硬件、保护电路和软件抗干扰的设计方法。实验结果表明,这些设计使系统能够可靠工作,运行状态良好,达到了设计目的。
陈福龙[9]2006年在《基于DSP的永磁同步电动机伺服控制系统研究》文中研究说明永磁同步电机交流伺服系统是由永磁同步电机、现代电力电子技术和控制技术相结合而形成的新型交流伺服系统,因其良好的运行性能成为当代电气传动界研究的热点之一。同时,随着功率电子器件和微处理器的进步,伺服系统也逐步向全数字化方向发展,全数字化系统具有可靠性高、实现新控制策略容易、功能丰富等优点。本论文以上海宝钢集团公司委托开发的“带钢表面检测离线试验台研制”项目为背景,在以全数字化电机控制专用DSP芯片TMS320LF2407为控制核心的基础上,以永磁同步电机为研究对象,对其控制器进行了研究和开发。论文首先介绍了伺服系统的发展历程、现状和趋势,分析了永磁同步电机的数学模型,研究了永磁同步电机的矢量控制方法和空间矢量脉宽调制原理,接着讨论了位置环、速度环和电流环的控制方法,针对项目要求设计了PI位置控制器、PI速度器和PI电流控制器,组建了全数字化永磁同步电机交流伺服控制系统,设计DSP控制器,开发了相应的软件,并对控制系统硬件和软件各部分的结构和功能作了详细的阐述。特别地,本文结合实际系统中使用的混合式光电编码器,介绍了两种转子初始位置角的检测方法,并详细分析了基于DSP的M/T测速算法的实现及不足,在此基础上提出了一种软件锁相环测速算法。最后,根据实际系统,本文对控制永磁同步电机做了相关实验,记录并分析了系统运行时的电机位置和电流波形。实验结果表明,基于DSP实现的全数字化交流伺服系统具有响应速度快、速度超调小、转矩脉动小、调速范围宽、易于升级、体积小等特点,具有良好的动静态特性以及较高的精度。最终,该系统安装在“带钢表面检测离线试验台”上,在现场调试和运行获得成功。
申扣明[10]2007年在《基于DSP的空间矢量变频器的研制》文中研究指明恒压频比控制(V/F)是变频器中应用最广泛的一种控制方式,采用这种控制方式研制的变频器系统结构简单,成本低廉,适用于风机、水泵等对调速系统动态性能要求不高的场合。目前这种变频器的经济性和通用性深受市场的青睐。鉴于此,本文利用TMS320LF2407DSP作为控制芯片,采用恒压频比的控制方式和空间矢量调制策略研制了一台变频器的样机,并对一些关键的问题给予理论分析并提出实现的方法。本文主要内容如下:1.阐述了电压正弦脉宽调制(SPWM)技术和空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,对二者的特点进行比较,并将空间矢量脉宽调制技术用于实际变频器系统中。2.详细分析死区产生的机理和空间矢量PWM中死区效应对输出电压的影响,并结合空间矢量图,讨论了输出电压矢量位置与叁相电流方向的关系。在此基础上,提出了一种新型的死区补偿策略,将叁相电流分成六个区域,并在每个区域只对其中一相输出电压进行补偿。该方法通过判断输出电压矢量的角度来获取叁相电流的方向,避免了电流检测中多个零点的现象。3.以二极管构成叁相桥式不可控全波整流电路,并以IPM作为功率器件构成逆变电路组成的交一直一交电压源型变频系统主电路;同时TMS320LF240为中央处理器,设计控制电路。
参考文献：
[1]. 带转子时间常数在线辨识的矢量控制系统的研究[D]. 任叁民. 湖南大学. 2008
[2]. 基于DSP的通用变频器研究[D]. 赵泽生. 太原理工大学. 2007
[3]. 基于DSP的空间矢量变频器的研制[D]. 涂雪芹. 西安科技大学. 2007
[4]. 基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的研究[D]. 李骥. 武汉理工大学. 2008
[5]. 基于DSP的交流电机变频调速系统研究[D]. 潘劲松. 湖南大学. 2008
[6]. 异步电机矢量控制交流调速系统的研究与实现[D]. 许珲. 浙江工业大学. 2008
[7]. 基于DSP的游梁式抽油机变频控制系统研究[D]. 丁宝东. 中国石油大学. 2007
[8]. 电力机车辅助变流器叁相逆变器的控制研究[D]. 郭佳. 北京交通大学. 2008
[9]. 基于DSP的永磁同步电动机伺服控制系统研究[D]. 陈福龙. 华中科技大学. 2006
[10]. 基于DSP的空间矢量变频器的研制[D]. 申扣明. 武汉科技大学. 2007
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