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基于DSP的异步电机交流调速控制系统研究

朱威威  
【摘要】:矢量控制技术是70年代早期发展起来的高性能异步电机交流调速控制策略,该技术经过多年研究,已成为当今最常用的工业电机控制方法。直接转矩控制是继矢量控制之后发展起来的又一高性能交流调速技术,因其具有结构简单、响应速度快及鲁棒性强的诸多优点而得到了迅速的发展和广泛的关注。论文先后阐述了矢量控制、直接转矩控制、空间电压矢量脉宽调制和滑模控制原理,从实际应用出发建立了异步电机矢量控制系统,并进行了数字化实验,最后,利用滑模控制理论设计了异步电机的直接转矩控制系统,对新型的异步电机交流调速控制方案进行了探究。论文主要工作包括: 1.深入研究了矢量控制基本原理,结合空间电压矢量脉宽调制技术,建立了异步电机的矢量控制系统。 2.针对磁场定向控制和传统直接转矩控制系统的特点,利用现代控制理论中的滑模控制,设计了滑模控制器,建立了新型异步电机直接转矩控制系统。更进一步,将滑模控制理论应用到异步电机的无速度传感器控制当中,设计了滑模速度观测器,建立了基于滑模控制的异步电机无速度传感器直接转矩控制系统。 3.在Matlab/Simulink环境下建立了上述交流调速控制系统模型,进行了仿真研究,通过对实验结果的分析得出:空间矢量脉宽调制技术与滑模控制技术相结合的直接转矩控制能很好地改进矢量控制以及传统直接转矩控制存在的不足,提高了系统性能,滑模速度观测器对转速的辨识也有较好的精度。 4.以TMS320F2812DSP为控制核心建立了异步电机矢量控制数字化的系统控制平台,编写了系统控制程序,进行在线调试,得到了较好的控制效果,验证了论文设计的异步电机交流调速控制系统的可行性,说明了系统具备的性能水平。


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