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《江南大学》 2008年
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基于FPGA的永磁同步电机控制器的研究

华建军  
【摘要】: 随着电力电子技术、微处理器技术、控制理论及永磁材料等技术的快速发展,以永磁同步电机作为控制对象的传动领域得到了越来越广泛的关注,随着FPGA的技术的普及和广泛应用,使得各种先进的控制算法得以实现,于是数字化、智能化的永磁交流控制器成为必然的发展趋势和当前的研究热点。本文的主要工作就是围绕数字化的永磁同步电机控制器研究来展开。 首先深入研究了永磁同步电机的数学建模方法及电机控制策略问题。在对永磁同步电机的数学模型进行了推导的基础上,在PSIM仿真软件中建立了永磁同步电机的电机模型,提出了一种永磁同步电机传统控制系统仿真建模的新方法。 其次对常用的数字脉宽调制方法进行了数学推导,并对滑模控制理论和矢量控制进行了深入的研究分析,将滑模变结构控制应用于永磁同步电机的调速系统中,改善了传统PI控制器参数整定繁琐、系统鲁棒性差的缺点,仿真结果验证了该系统设计方案的优越性。 最后在永磁同步电机建模仿真的基础上,根据永磁同步电机控制器的设计要求及FPGA的特点,提出永磁同步电机控制器的的设计方案。按照FPGA模块化设计思想,将整个系统进行了合理的划分,分别对SVPWM、Park变换、SMC、反馈速度测量等重要模块的FPGA硬件实现算法进行了深入的研究。各模块在Modelsim平台上完成功能仿真后并下载到Spartan-3E开发板上完成硬件验证,验证结果表明:永磁同步电机在低速和高速时都能稳定运行,从而证实了本设计方案的可行性。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TM341

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