交流调速.doc
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交流调速,摘 要近年来，电力电子技术、微处理器技术以及异步电机矢量控制理论的发展，极大的促进了异步电机控制技术的发展。作为现代工业中不可缺少的动力装置，异步电动机的智能控制方法及其高性能的控制器已成为该领域研究的发展趋势。在此背景下，本课题研究了基于tms320f2812的异步电动机矢量控制系统，研究结果对交流变频调速具有一定的...
内容介绍
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摘 要
近年来，电力电子技术、微处理器技术以及异步电机矢量控制理论的发展，极大的促进了异步电机控制技术的发展。作为现代工业中不可缺少的动力装置，异步电动机的智能控制方法及其高性能的控制器已成为该领域研究的发展趋势。在此背景下，本课题研究了基于TMS320F2812的异步电动机矢量控制系统，研究结果对交流变频调速具有一定的参考及实用价值。
本文首先介绍了交流调速及其相关技术的发展概况，通过分析异步电动机在不同坐标系下的数学模型，详细阐述了矢量控制系统的基本原理及SVPWM的原理。并在MATLAB/Simulink环境下完成了异步电动机矢量控制系统的建模及其仿真研究。为了提高转速性能，本文将传统的转速PI控制器设计为模糊自适应PI控制器。通过仿真实验，验证了模糊自适应PI控制具有减小转速超调量，提高稳态精度的优点。
在仿真研究的基础上，完成了异步电动机矢量控制系统的软硬件设计。硬件部分主要包括交-直-交型的功率主电路、驱动电路和以TMS320F2812为核心的控制电路。软件部分在CCS3.3平台上采用C语言编写，主要包括主程序和中断服务程序的设计，其中矢量控制的相关算法都在中断服务程序中完成。
最后，在设计的硬件平台上进行了异步电动机程序的调试，通过实验结果的分析，可以看出本文所设计的控制方案满足高性能电机调速系统的要求。
关键词 异步电动机；模糊自适应PI；矢量控制；SVPWM；TMS320F2812
Abstract
In recent years, the development of power electronics, micro-processor and the appearance of the vector control theory for asynchronous motor have resulted in the rapid development of asynchronous motor control technology. As a kind of indispensable power equipment in modern industry, asynchronous motor has intelligent control methods and high-performance controller which have become the development trend of researches in this area. Under the background, the thesis studied the asynchronous motor vector control system which is based on TMS320F2812. The study results have certain reference and practical value for AC variable frequency speed regulation.
Firstly, in this thesis, the development of AC speed regulating and its related technologies were reviewed. And, through the analysis of asynchronous motor’s mathematics models in different coordinate, it elaborated the basic principle of vector control system and the space vector pulse width modulation (SVPWM). In addition, the system was modeled and simulated under Matlab/Simulink software environment. In order to improve the characteristics of rotating speed, instead of traditional PI controller, the thesis designed the fuzzy self-adjusting PI controller. The results of simulation experiment validated that the method of fuzzy self-adjusting PI control has the advantages of reducing speed overshoot and improving the static precision.
Secondly, based on the simulation, it completed the design of software and hardware of asynchronous motor vector control system. Hardware mainly included AC-DC-AC power circuit, its drive circuit and control circuit with a core of TMS320F2812. Software depended on CCS3.3 platform, using C language, mainly including main program and interrupt service program design, and the vector control algorithms were realized in the interrupt service program.
Finally, asynchronous motor was debugged on the hardware design platform. According to the analysis of experiment results, it can be seen that the control scheme can be satisfied the requirements of high-performance motor speed regulation system.
Key words Asynchronous motor; Self-adjusting PI controller; Vector control; SVPWM; TMS320F2812
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 研究目的和意义 1
1.2 交流调速的发展概况 1
1.2.1 电力电子器件的发展 1
1.2.2 PWM调制技术的发展 2
1.2.3 微处理器与数字控制技术的发展 3
1.2.4 交流电机控制策略的发展 3
1.2.5 仿真技术在交流调速系统中的应用 4
1.3 论文研究的主要内容及结构安排 5
第2章 异步电动机矢量控制的原理 6
2.1 引言 6
2.2 异步电动机的数学模型 6
2.2.1 三相异步电动机在三相静止坐标系中的数学模型 6
2.2.2 三相异步电动机在两相静止坐标系下的数学模型 8
2.2.3 三相异步电动机在两相同步旋转坐标系下的数学模型 10
2.3 异步电动机矢量控制基本原理及方案选择 11
2.3.1 异步电动机矢量控制基本思路 11
2.3.2 异步电动机矢量控制方案选择 12
2.3.3 本文所选方案介绍 13
2.4 电压空间矢量脉宽调制技术 14
2.4.1 电压矢量与磁链矢量的关系 14
2.4.2 基本电压空间矢量 15
2.4.3 磁链轨迹的控制 18
2.5 空间电压矢量的算法实现 19
2.6 本章小结 21
第3章 模糊控制理论及其在电动机控制中的应用 22
3.1 引言 22
3.2 PI控制算法 22
3.3 模糊控制的基本理论 23
3.4 模糊自适应PI控制器的设计 25
3.5 模糊自适应PI控制器的仿真 27
3.6 本章小结 29
第4章 系统的仿真研究 30
4.1 引言 30
4.2 仿真环境介绍 30
4.3 异步电机矢量控制系统仿真模型建立 30
4.3.1 坐标变换模块 31
4.3.2 磁链观测模块 32
4.3.3 SVPWM仿真模块 32
4.3.4 电流滞环PWM仿真模块 35
4.4 系统仿真结果及分析 36
4.5 本章小结 39
第5章 系统的硬件设计 40
5.1 系统设..
近年来，电力电子技术、微处理器技术以及异步电机矢量控制理论的发展，极大的促进了异步电机控制技术的发展。作为现代工业中不可缺少的动力装置，异步电动机的智能控制方法及其高性能的控制器已成为该领域研究的发展趋势。在此背景下，本课题研究了基于TMS320F2812的异步电动机矢量控制系统，研究结果对交流变频调速具有一定的参考及实用价值。
本文首先介绍了交流调速及其相关技术的发展概况，通过分析异步电动机在不同坐标系下的数学模型，详细阐述了矢量控制系统的基本原理及SVPWM的原理。并在MATLAB/Simulink环境下完成了异步电动机矢量控制系统的建模及其仿真研究。为了提高转速性能，本文将传统的转速PI控制器设计为模糊自适应PI控制器。通过仿真实验，验证了模糊自适应PI控制具有减小转速超调量，提高稳态精度的优点。
在仿真研究的基础上，完成了异步电动机矢量控制系统的软硬件设计。硬件部分主要包括交-直-交型的功率主电路、驱动电路和以TMS320F2812为核心的控制电路。软件部分在CCS3.3平台上采用C语言编写，主要包括主程序和中断服务程序的设计，其中矢量控制的相关算法都在中断服务程序中完成。
最后，在设计的硬件平台上进行了异步电动机程序的调试，通过实验结果的分析，可以看出本文所设计的控制方案满足高性能电机调速系统的要求。
关键词 异步电动机；模糊自适应PI；矢量控制；SVPWM；TMS320F2812
Abstract
In recent years, the development of power electronics, micro-processor and the appearance of the vector control theory for asynchronous motor have resulted in the rapid development of asynchronous motor control technology. As a kind of indispensable power equipment in modern industry, asynchronous motor has intelligent control methods and high-performance controller which have become the development trend of researches in this area. Under the background, the thesis studied the asynchronous motor vector control system which is based on TMS320F2812. The study results have certain reference and practical value for AC variable frequency speed regulation.
Firstly, in this thesis, the development of AC speed regulating and its related technologies were reviewed. And, through the analysis of asynchronous motor’s mathematics models in different coordinate, it elaborated the basic principle of vector control system and the space vector pulse width modulation (SVPWM). In addition, the system was modeled and simulated under Matlab/Simulink software environment. In order to improve the characteristics of rotating speed, instead of traditional PI controller, the thesis designed the fuzzy self-adjusting PI controller. The results of simulation experiment validated that the method of fuzzy self-adjusting PI control has the advantages of reducing speed overshoot and improving the static precision.
Secondly, based on the simulation, it completed the design of software and hardware of asynchronous motor vector control system. Hardware mainly included AC-DC-AC power circuit, its drive circuit and control circuit with a core of TMS320F2812. Software depended on CCS3.3 platform, using C language, mainly including main program and interrupt service program design, and the vector control algorithms were realized in the interrupt service program.
Finally, asynchronous motor was debugged on the hardware design platform. According to the analysis of experiment results, it can be seen that the control scheme can be satisfied the requirements of high-performance motor speed regulation system.
Key words Asynchronous motor; Self-adjusting PI controller; Vector control; SVPWM; TMS320F2812
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 研究目的和意义 1
1.2 交流调速的发展概况 1
1.2.1 电力电子器件的发展 1
1.2.2 PWM调制技术的发展 2
1.2.3 微处理器与数字控制技术的发展 3
1.2.4 交流电机控制策略的发展 3
1.2.5 仿真技术在交流调速系统中的应用 4
1.3 论文研究的主要内容及结构安排 5
第2章 异步电动机矢量控制的原理 6
2.1 引言 6
2.2 异步电动机的数学模型 6
2.2.1 三相异步电动机在三相静止坐标系中的数学模型 6
2.2.2 三相异步电动机在两相静止坐标系下的数学模型 8
2.2.3 三相异步电动机在两相同步旋转坐标系下的数学模型 10
2.3 异步电动机矢量控制基本原理及方案选择 11
2.3.1 异步电动机矢量控制基本思路 11
2.3.2 异步电动机矢量控制方案选择 12
2.3.3 本文所选方案介绍 13
2.4 电压空间矢量脉宽调制技术 14
2.4.1 电压矢量与磁链矢量的关系 14
2.4.2 基本电压空间矢量 15
2.4.3 磁链轨迹的控制 18
2.5 空间电压矢量的算法实现 19
2.6 本章小结 21
第3章 模糊控制理论及其在电动机控制中的应用 22
3.1 引言 22
3.2 PI控制算法 22
3.3 模糊控制的基本理论 23
3.4 模糊自适应PI控制器的设计 25
3.5 模糊自适应PI控制器的仿真 27
3.6 本章小结 29
第4章 系统的仿真研究 30
4.1 引言 30
4.2 仿真环境介绍 30
4.3 异步电机矢量控制系统仿真模型建立 30
4.3.1 坐标变换模块 31
4.3.2 磁链观测模块 32
4.3.3 SVPWM仿真模块 32
4.3.4 电流滞环PWM仿真模块 35
4.4 系统仿真结果及分析 36
4.5 本章小结 39
第5章 系统的硬件设计 40
5.1 系统设..
