低速大转矩永磁同步电机控制系统研究

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1、‘沙●摘要低速大转矩永磁同步电机控制系统具有控制精度高、输出转矩大的特点，在高速电梯、传送带控制系统等场合得到了广泛的应用。对低速大转矩永磁同步电机控制系统进行研究，提高系统性能，对促进其在工业中的应用具有重要的意义。本文在分析永磁同步电机控制系统的研究现状的基础上，针对低速大转矩永磁同步电机系统，选定了适用的控制策略，编写控制系统软件，给出了控制精度和控制系统效率优化方案。通过仿真和试验表明，优化方案改善了系统的控制性能。论文首先从电机数学模型出发，分析了矢量控制和SVPWM技术、坐标变换基本原理及SVPWM的算法实现过程，对比几种电流控制策略并确定沪O的电流控制方案，确定PI

2、控制作为电流及转速调节器方案。其次，利用MATLAB／SIMULINK仿真软件，搭建SVPWM模块和坐标变换模块等，建立渊的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型，分别进行负载和转速的阶跃变化试验，通过对输出波形的分析，验证双闭环控制系统的准确性和可行性。第三，以TMS320F2812为核心，采用C语言编写主控制程序和PWM中断子程序、SVPWM子程序、坐标变化子程序等程序模块，并分别进行了验证，实现SVPWM及转子位置和速度检测等功能。最后，研究了提高永磁同步电机控制系统性能的策略。主要以提高控制系统的转速精度和电机效率为目的，给出确定旋转变压器／数字转换器分辨率的数学方法并进行了验

3、证；根据永磁同步电机数学模型，导出电机损耗与幻电流值的函数关系，给出一种控制系统损耗最小时幻控制方法，并通过仿真验证该控制方法的正确性。关键词：永磁同步电机；矢量控制；空间矢量脉宽调制；控制精度优化；效率优化；分类号：TM921．51ABSTRACTThecharacteristicsofthelowspeedandhightorquepermanentmagnetsynd珊nousmotor(PMSM)systemarehighcontrolprecisionandoutputtorque．It’Swidelyusedinhigh-speedelevatorsandconvey

4、orcontrolsystems．ResearchonproposingsystemperformanceoptimizationofthelowspeedandhightorquePMSMcontrolsystemisofgreatsignificancetopromoteitsdevelopmentintheindustry．BasedontheanalysisofPMSMcontrolsystemofstatusandtrends，thethesispresentstheapplicablecontrolstrategy,systemsoftwareprogramming,

5、controlprecisionoptimizationprogramsandsystemefficiencyimprovingprograms．Thesimulationandexperimentshowthattheoptimizationprogramscouldimprovethecontrolperformanceofthesystem．。Firstly,thethesisanalyzesvectorcontrolandSVPWMtechnique，andfocusesonthebasicprincipleofcoordinatetransformationandrea

6、lizationofSVPWMfromthemotormathematicalmodel．Thestrategy幻=0andPIcontrolisappliedinthecurrentregulator．Secondly,byMATLAB／SIMULINK,thisthesisbuildsSVPWMmoduleandcoordinatetransformationmodule；itestablishesthePMSMvector+controlsystemsimulationmodelandtestsinloadandspeed．Thesimulationshowsthatcon

7、trolsystemisaccurateandworkable．Thirdly,themastercontrolprogramandthePWMinterruptroutine，theSVPWMandcoordinatetransformationprogrammodulesarewrittenandverified．SVPWMandtherotorpositionandspeeddetectionfunctionareachievedinthesoftware．Finally,