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基于DSP的永磁同步电机伺服系统的研究与设计
| 论文题名： | 基于DSP的永磁同步电机伺服系统的研究与设计 |
| 关键词： | 内燃机车;永磁同步电机;伺服系统;数字信号处理器;SVPWM调制;矢量控制 |
| 摘要： | 随着电机控制技术、电力电子技术以及数字信号处理器(DSP)的发展，交流伺服系统已经可以达到与直流伺服系统相媲美的调速性能，且其结构简单、运行可靠、效率高。相对于感应电机，永磁同步电机(PMSM)不但具有功率因数高、转动惯量小、无励磁损耗及调速范围广的优点，而且其控制简单、控制性能亦十分优良。本课题依托单位的试验设备改造项目，为DF型内燃机车自动过渡装置的试验设备研究和设计一套基于DSP的PMSM速度伺服系统，以取代原有的直流调速系统。 论文首先介绍了课题的研究背景及意义，论述了交流伺服系统及其相关领域的国内外发展现状。在介绍坐标变换原理的基础上，建立了PMSM在两相同步旋转坐标系dq中的数学模型，分析了PMSM按转子磁链定向且isd=0的矢量控制原理。然后详尽叙述了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理和七段式SVPWM波的实现方法。接下来在MATLAB/Simulink环境下搭建PMSM矢量控制系统的仿真模型进行仿真研究，仿真结果验证了相关理论的正确性及实际系统的可行性，并且表明PMSM矢量控制系统具有良好的性能。 在理论分析和仿真研究的基础上，论文对PMSM速度伺服系统硬件及软件的设计进行了详细阐述。硬件部分以TI公司TMS320LF2407A型DSP芯片为控制核心，包括有DSP控制板、功率驱动板以及信号处理板;软件部分包括有主程序、通用定时器1(T1)下溢中断服务子程序以及捕捉单元3(CAP3)中断服务子程序，程序代码使用汇编语言编写。此外，对传统磁定位的PMSM转子位置初始化的方法进行了改进。最后，对整个系统进行了调试，给出了试验结果，并做了简要的分析和说明。实验结果表明，该系统的性能能够满足DF型内燃机车自动过渡装置试验设备的使用要求。 |
| 作者： | 陈亚东 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 李春茂 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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