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本科生毕业设计（论文）
论 文 题 目： 异步电机矢量控制系统设计
姓 名： 刘成成 学 院： 电气工程及自动化学院 专 业： 自动化 班 级 、 学 号： 08电51 08285008 指 导 教 师： 甘良志
江苏师范大学教务处印制
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摘 要
目前广泛研究应用的异步电机调速技术有恒压频比控制方式、矢量控制、直接转矩控制等。本论文中所讨论的是异步电机矢量控制调速法，相对于恒压频比控制和直接转矩控制，它有优秀的动态性能和低速性能，还有其调速范围宽的优点。
在给出异步电动机的矢量控制原理的同时，一并给出了矢量变换实现的步骤，解释了三相异步电动机数学模型的解耦方法。在论述了三相异步电功机的磁场定向原理之后，又介绍了转子磁链计算方法并设计了转子磁链观测器。详细分析了转矩调节器，转速调节器和磁通调节器的工作原理，并根据各个调节器的原理对各个调节器进行了相应的设计。以DSP为控制核心，设计了异步电机矢量控制系统的硬件电路，并编制了软件程序。
运用了MATLAB的工具软件SIMULINK对磁通闭环的控制矢量系统进行了仿真，并给出了仿真结果。
关键词： 异步电机 矢量控制 DSP处理器
I
Abstract
At present, the asynchronous motor velocity modulation, vector control and direct torque check etc. Are in detailed studies. This paper discusses the modulation method of asynchronous and wide velocity modulation scope.
This paper points out the process of implementing vector transformation and explains how to work in pairs in the mathematical models of asynchronous motors in turns while elaborating the vector control principle in asynchronous motor. It introduces the computational method of rotor flux linkage and designed the visualizer for rotor flux linkage.
This paper analyzes the working principles of magnetic flux regulator, torque regulator and RPM control and has designed all of them. Taking DSP as the control core, it has also designed the hardware of the vector controlling system in the asynchronous motor and has written the software program.
It has applied the SIMULINK tool software in MATLAB to carry on the simulation to the controlling system of the magnetic closed loop vector and give the simulation result and the analysis of the result.
Key words: Asynchronous Motor Vector Control Digital
Signal Processors
II
目 录
摘 要 ................................................... I Abstract ................................................ II 1 概述 ................................................... 1 1.1 系统设计的主要任务要求 ............................ 1 1.2 国内外研究现状 .................................... 1 1.3 本设计的完成的主要工作 ............................ 2 2 异步电机调速的基本理论 ................................. 3 2.1异步电机的三相数学模型 ............................. 3 2.1.1 异步电机三相动态数学模型的数学表达式 ......... 4 2.1.2 电压方程 ..................................... 7 2.1.3 转矩方程 ..................................... 8 2.1.4 运动方程 ..................................... 9 2.2 坐标变换 ......................................... 10 2.2.1 坐标变换的基本思路 .......................... 10 2.2.2 三相-两相变换（3/2变换） .................... 11 2.2.3 静止两相-旋转正交变换（2r/2s变换） .......... 14 2.3异步电机按转子磁链定向的矢量控制系统 .............. 16 2.3.1 转子磁链计算 .................................. 17 3 基于DSP芯片TMS320F2812的矢量控制系统设计 ............ 20 3.1 DSP芯片TMS320F2812 .............................. 21 3.2 主电路设计 ....................................... 22
III
3.2.1 智能功率模块设计 ............................ 22 3.2.2 整流滤波电路的设计 .......................... 23 3.3 控制电路设计 ..................................... 24 3.4 检测电路设计 ..................................... 25 3.4.1 电压检测电路 ................................ 25 3.4.2 转速检测电路 ................................ 26 3.4.3 电流检测电路 ................................ 26 3.5 保护电路 ......................................... 27 4 系统软件设计 .......................................... 28 4.1主程序设计 ....................................... 28 4.2 初始化程序设计 ................................... 29 4.3 定子电流采样程序设计 ............................. 30 4.4速度采样程序设计 .................................. 31 4.5 SVPWM中断程序 .................................... 32 5 Simulink仿真及结果分析 ............................... 34 致 谢 ................................................... 37 [参考文献] .............................................. 38
IV