基于DSP模塊化編程的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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【摘要】:對(duì)于算法復(fù)雜的DSP控制系統(tǒng),當(dāng)使用C語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)存在開發(fā)難度大、周期長(zhǎng)、寄存器配置復(fù)雜等問題。本文研究一種基于DSP模塊化編程(Model-Based Design, MBD)的軟件開發(fā)方法,該方法可大幅度提高系統(tǒng)的開發(fā)效率,使工程師不需要熟練掌握DSP繁雜的寄存器位的設(shè)置,從而降低代碼的錯(cuò)誤率,并能實(shí)現(xiàn)控制算法從仿真模型到實(shí)時(shí)軟件的無縫集成,因此可以加快系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)程。本文以永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)為控制對(duì)象,采用矢量控制算法,基于DSP模塊化編程的方法對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行研究,主要內(nèi)容如下:1、研究PMSM矢量控制原理。結(jié)合坐標(biāo)變換,給出PMSM在三種不同的坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并在Simulink環(huán)境下對(duì)矢量控制算法建模并仿真。2、研究DSP基于模型設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的開發(fā)流程。建立采用MBD法進(jìn)行系統(tǒng)軟件開發(fā)的步驟,并對(duì)每一步進(jìn)行詳細(xì)的分析;以流水燈和單極倍頻法產(chǎn)生SPWM為例,用MBD方法進(jìn)行軟件設(shè)計(jì),通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證MBD方法的高效性與正確性。3、基于DSP模塊化編程方法研究PMSM矢量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)問題。在MATLAB環(huán)境下,利用Embedded Coder工具箱,結(jié)合DSP集成開發(fā)環(huán)境Code Composer Studio 3.3(CCS3.3),采用MBD方式實(shí)現(xiàn)PMSM矢量控制系統(tǒng)從系統(tǒng)構(gòu)架、建模仿真到自動(dòng)代碼生成。結(jié)合外部硬件電路在Simulink環(huán)境下對(duì)電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)進(jìn)行驗(yàn)證。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,自動(dòng)生成的代碼能在TMS320F2812目標(biāo)板中運(yùn)行,結(jié)果正確,同時(shí)此方法可提高DSP的開發(fā)效率。
【關(guān)鍵詞】:DSP 矢量控制 代碼自動(dòng)生成 PMSM
【學(xué)位授予單位】:青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TM341
【目錄】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 第1章 緒論8-17
- 1.1 課題研究背景及意義8-11
- 1.2 DSP基于模型設(shè)計(jì)的概念、特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
- 1.3 永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用現(xiàn)狀12-14
- 1.3.1 永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用12-13
- 1.3.2 永磁同步電機(jī)的分類13-14
- 1.3.3 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)14
- 1.4 矢量控制的發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)14-15
- 1.4.1 矢量控制的發(fā)展與研究現(xiàn)狀14-15
- 1.4.2 矢量控制的特點(diǎn)與存在的問題15
- 1.5 本文研究的主要內(nèi)容15-17
- 第2章 永磁同步電機(jī)矢量控制的基本原理17-29
- 2.1 坐標(biāo)變換17-19
- 2.1.1 三相/兩相坐標(biāo)系變換17-18
- 2.1.2 靜止兩相/旋轉(zhuǎn)正交變換18-19
- 2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型19-20
- 2.2.1 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型19
- 2.2.2 兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型19-20
- 2.2.3 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型20
- 2.3 矢量控制的基本原理20-21
- 2.4 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的組成及仿真21-28
- 2.4.1 電壓空間矢量PWM(SVPWM)控制原理21-27
- 2.4.2 PMSM控制系統(tǒng)的建模與仿真27-28
- 2.5 本章小結(jié)28-29
- 第3章 DSP基于模型設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的開發(fā)流程29-40
- 3.1 基于模型設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)步驟29-31
- 3.2 基于模型設(shè)計(jì)的軟件編程實(shí)例31-39
- 3.2.1 實(shí)例一:用定時(shí)器控制小燈閃爍32-34
- 3.2.2 實(shí)例二:采用單極倍頻法產(chǎn)生SPWM波34-39
- 3.3 本章小結(jié)39-40
- 第4章 DSP基于模型的PMSM矢量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真40-49
- 4.1 系統(tǒng)仿真模型的設(shè)計(jì)40-46
- 4.1.1 仿真模塊的設(shè)計(jì)41-42
- 4.1.2 嵌入式模塊的設(shè)計(jì)42-46
- 4.2 系統(tǒng)模型仿真的運(yùn)行及分析46-48
- 4.3 本章小節(jié)48-49
- 第5章 DSP基于模型的PMSM矢量控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)49-70
- 5.1 模塊化編程實(shí)現(xiàn)PMSM矢量控制系統(tǒng)框圖49-59
- 5.1.1 系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)49-53
- 5.1.2 系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)53-59
- 5.2 系統(tǒng)的開環(huán)控制軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試59-61
- 5.3 速度環(huán)的調(diào)試與驗(yàn)證61-64
- 5.4 電流環(huán)的調(diào)試與驗(yàn)證64-66
- 5.5 系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)試運(yùn)行66-68
- 5.6 本章小結(jié)68-70
- 總結(jié)與展望70-72
- 參考文獻(xiàn)72-76
- 致謝76-78
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄78-81
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