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基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制的研究和仿真
| 论文题名： | 基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制的研究和仿真 |
| 关键词： | 电动汽车;零排放无污染;汽车动力系统;转矩技术理论;矢量控制;直接转矩控制;定子磁链 |
| 摘要： | 电动汽车以电能为能源，具有零排放无污染的突出优点，应用前景十分广阔。电机及其驱动控制系统是电动汽车动力系统中的核心部分，本论文结合湖北省科技攻关项目-电动汽车用永磁同步电动机智能控制系统，开展了基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制系统及其改进的控制算法的研究，并尝试将直接转矩技术理论应用在电动汽车驱动控制系统中，提供了理论和初步的实践依据。 论文首先介绍了永磁同步电机结构、优点及其在不同坐标系下的数学模型，对现有永磁同步电机控制方式进行了分析，其后采用空间电压矢量理论分析直接转矩控制原理，并介绍了定子磁链和电磁转矩的控制准则，为全文的分析奠定了基础。 矢量控制和直接转矩控制是当今交流传动领域两种典型控制方案，本文在对比了两种控制方案的基础上分析了控制方式内在联系，对PMSM DTC系统进行了建模，其后借助Matlab/Simuink仿真工具进行系统仿真，结果验证了直接转矩控制动态响应迅速，但是存在转矩和磁链脉动较大的缺点，稳态时转矩脉动达0.6N.m。其后结合空间矢量调制原理，建立了基于磁链补偿的改进型直接转矩控制(SVM-DTC)仿真模型，在不改变系统硬件结构的条件下获得更多的连续变化的合成电压空间矢量，进而实现对电机磁链、转矩更精确的控制，此方案稳态时转矩脉动仅为0.3N.m，从而有效的降低了转矩和磁链的脉动。通过对比PMSM DTC仿真进行分析，仿真结果验证了改进直接转矩控制策略的有效性。 定子磁链的准确观测是实现高性能直接转矩控制的重要环节之一，一方面定子磁链影响空间电压矢量的选择，即由于观测误差导致准确判断扇区失误，造成转矩控制策略失败。通过引入具有限幅的改进定子磁链积分器观测，从而在较宽的调速范围对磁链进行更准确的观测。定子电阻的变化也影响定子磁链的观测效果，本文分析了定子电阻的变化引起观测磁链误差。 在完成理论推导和仿真验证的基础上，构建了基于’TMS320LF2407 DSP出永磁同步电机控制系统硬件平台，详细介绍了硬件个模块的实现方法，并给出了软件流程和DTC控制算法的程序设计。 |
| 作者： | 刘鹏 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 徐华中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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