基于dsp的开关磁阻电机驱动系统设计.doc

基于DSP的开关磁阻电机驱动系统设计

2.3万字 62页 原创作品，已通过查重系统

摘要
如今，稀土永磁材料在电机领域中得到广泛应用，但是，2005年以来，稀土价格持续攀升，导致永磁电机成本较高。开关磁阻电机不但避免了永磁材料的使用，节约了成本，而且具有结构简单，可控参数多，控制策略灵活，调速范围宽等优点。因此开关磁阻电机受到了高度重视，也得到了很大发展。本文是针对开关磁阻电机调速系统进行的研究。
本文的主要工作是开关磁阻电机调速系统的构建和稳态时转矩波动的抑制。理解开关磁阻电机的工作原理以及机电方程之后，在Simulink环境下，熟悉开关磁阻电机模型和原理。依据电感随位置角的变化曲线与示波器上体现的磁链，电流波形调整开关角度，以此加深对其工作特性的理解。变换角度，比较不同开关角度时电机不同工作状态，这一经验使得在后续工作中调整开关角时能够整体把握，不至于盲目调整。首先，采用电压PWM控制策略，构建一个转速闭环系统，虽然转速能够稳定，但存在很大静差。为了解决这一问题，采用了传统的PID控制策略，现象表明转速能服从给定值，但是稳定时转矩波动较大。通过分析，调整开通角与关断角可以使得转矩波动明显减小，再调整PID参数，可以使稳态时转矩波动在规定范围之内。最后为系统设计硬件电路以及控制器的程序。
本文的仿真是以开环系统为起点，逐渐改进最终构成速度外环加带限幅PI，电流内环带限幅PI的双闭环系统，具有启动转矩大，响应快，调速范围宽，转速无静差，稳态转矩波动小等优点。并简单设计了硬件中的传感器电路、功率驱动电路、控制器电路，以及控制器中的主程序、初始化子程序、启动子程序、调速子程序。


关键词：开关磁阻电机，DSP ，MATLAB仿真