基于模型设计的DSP电机控制代码开发

现代工业对电机控制要求的不断提高使得软件的规模和复杂度越来越高,而传统开发DSP电机控制软件的方式是手工编写C代码,其算法实现难度大、底层驱动配置复杂、开发效率低。针对该问题,研究一种高效的DSP代码开发方式——基于模型设计(Model Based Design,MBD),该方式以MATLAB为开发平台,可实现Simulink模型到C代码的自动转化,显著提高开发效率。文章首先介绍MBD对电机控制开发的支持并给出开发流程,然后以DSP永磁同步电机矢量控制为例,在Simulink下建立系统的仿真模型和代码模型,并自动生成C代码,最后将代码下载到DSP控制系统中进行软件测试。研究结果表明,利用MBD方式可快速、高效地开发出DSP电机控制代码,并且具有开发难度低、代码可移植性强等优点。     

基于四开关SVPWM控制算法的永磁同步电机矢量控制系统的研究

本文在深入分析了四开关逆变器的运行原理的基础上,深入研究了四开关SVPWM控制算法,提出了三种四开关SVPWM的DSP实现方法,并对三种方法进行比较。分析了三相四开关永磁同步电机矢量控制原理,仿真和实验结果表明,采用"五段式"SVPWM方案的三相四开关永磁同步电机矢量控制系统具有更好的性能。     

永磁同步电机HIL仿真研究

为改进全数字仿真实时性不足并简化DSP编程,提出了一种永磁同步电机HIL（硬件在回路）实时仿真方法。详细设计了系统硬件,构建了基于Simulink的永磁同步电机的数学及HIL仿真模型,可自动生成优化的嵌入式仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据,实现了永磁同步电机在HIL仿真下的直接转矩零矢量控制。仿真结果表明,系统具有很好的实时性且可靠性高,与传统的手工编写和修改仿真模型代码的方法相比,加速了电机控制系统的研制,并优化了控制律。     

基于模型预测电流控制的六相永磁同步电机缺相容错控制研究

针对六相永磁同步电机一相绕组开路时,α-β子空间电压矢量分布不规则,传统的矢量控制和空间矢量脉宽调制方法将无法实现的情况,提出一种基于模型预测电流控制(MPC)的容错控制策略。对不同模型预测电流控制策略进行了比较研究,包括单矢量MPC、双矢量MPC和三矢量MPC等3种控制策略。在Matlab/Simulink中搭建了六相永磁同步电机缺相后的数学模型,并以相同的采样频率实现3种控制策略对六相电机缺相后的容错控制。通过仿真验证了所搭建数学模型的正确性和提出的容错控制算法的有效性,比较了3种控制策略的优缺点,其中三矢量MPC较为复杂但控制性能最佳。     

基于LabVIEW监控的永磁同步电机无差拍矢量控制算法研究

针对在永磁同步电机矢量控制算法中,电流环采用常规PID控制器会造成系统动态性能不足,稳态效果不佳等问题,根据永磁同步电机的电流状态方程推导出无差拍控制模型,取代了常规的电流环PID控制器。在永磁同步电机的调速实验中需要采用模拟信号进行观测,示波器造价昂贵,而且硬件电路系统复杂,增加了系统的不可靠性。在Lab VIEW下设计了永磁同步电机调速上位机监控软件,对数据进行发送和接收,使整个实验过程被上位机监测,降低了实验成本且数据易于保存。实验表明,该监控软件能够精确的观察实验数据,有效的代替示波器,且成功的验证了永磁同步电机无差拍矢量控制算法的有效性和可靠性。     

电动汽车永磁同步电机制动过程研究

电动汽车驱动电机控制系统中,电机制动响应特性对电动汽车的运行性能产生重要影响。为了研究驱动电机的制动过程及特性,以永磁同步电机为研究对象,结合矢量控制理论,对永磁同步电机的制动过程进行分析,并通过Matlab/Simulink软件搭建矢量控制系统模型,对电机制动过程进行仿真研究,最后结合试验平台设计电机控制算法,对电机制动过程进行实验验证分析。仿真和实验证实了所做的制动过程分析。     

基于Simulink的永磁同步电机控制系统仿真研究

在分析永磁同步电机数学模型和磁场定向控制的基础上,为更好的验证矢量控制系统实际设计过程中各部分输出特性的正确性,并为其设计提供必要的参数,利用Simulink工具箱搭建了永磁同步电机控制系统的速度和电流双闭环仿真模型。并通过实例电机的仿真,给出了仿真波形,验证了id=0控制算法。仿真结果表明该模型的有效性。     

基于单片机的永磁同步电机控制方法研究

在分析永磁同步电机数学模型和空间矢量控制算法的基础上,针对电机模型的多变量、非线性和强耦合等问题,采用空间矢量坐标变换法进行解耦。基于空间矢量控制策略,结合单片机和IRMCK201芯片,给出了永磁同步电机的控制方法,同时给出了硬件结构和软件框图并进行了实验验证。实验结果表明:永磁同步电机的空间矢量控制稳定可靠,控制系统设计合理,而且可实现永磁同步电机的快速响应和高准确度控制。     

基于IMC的永磁同步电机PI参数整定研究

针对目前永磁同步电机存在的PI参数整定困难复杂,基于永磁同步电机数学模型,分析矢量控制原理,由数学模型推导永磁同步电机参数测量方法,给出传统的控制算法的PI参数整定方法,结合传统内模控制(IMC)策略的PI参数整定方法,引入新的参数优化控制,采用实际电机参数测量方法,简化永磁同步电机闭环参数设计过程,推导出新的参数整定公式。同时通过Matlab Simulink搭建永磁同步电机矢量控制系统的仿真模型,并搭建STM32硬件平台,实验结果表明电机测量参数与PI参数整定的正确性,设计的PI调节器的参数具有较好的动态性能和抗扰动能力,对实际电机参数调节具有指导意义。     

基于新型趋近律滑模控制的TSMC-PMSM矢量控制系统

双级矩阵变换器驱动永磁同步电机矢量控制系统在负载扰动情况下转速波动很大,将一种基于新型趋近律滑模控制算法应用于控制系统转速,在Matlab/Simulink软件上搭建了系统仿真平台,通过与常规PI控制算法作比较,验证了所提出的基于新型趋近律滑模控制算法能够增强双级矩阵变换器驱动永磁同步电机矢量控制系统抵抗负载扰动的能力,并且改善了转速的动态性能,同时有效抑制了常规滑模控制结构的抖振.     

基于MRAS的永磁同步电机无速度传感器控制

传统的永磁同步电机矢量控制需要实时获取转子的位置信息,常用的转子位置传感器存在增加系统体积、成本高、易受干扰等问题,且难以在恶劣的外部环境下正常运行.文中基于永磁同步电机的数学模型和转子磁场定向的矢量控制方法,对目前的无速度传感器技术进行了深入研究,提出了一种在同步旋转坐标系下的模型参考自适应系统(MRAS)来估计转子位置的方法.该方法以含有转子位置参数的永磁同步电机定子电压方程为可调模型,以永磁同步电机本身作为参考模型,以超稳定性与正性动态理论为基础设计了自适应率.同时利用稳态定子电压方程对dq轴电压进行前馈解耦,改善了由于dq轴电流两个分量间存在的交叉反馈关系导致的系统收敛性较差的问题.最后对所提出的新型MARS无速度传感器控制进行了仿真分析,并利用基于模型设计(MBD)的方法直接在Simulink中生成DSP的核心算法代码进行实验验证.结果 表明,该方法能够较好地估计转子位置,可以代替位置传感器.     

永磁同步电机变频调速系统的内模控制

永磁同步电机是典型的非线性多变量强耦合系统,在同步旋转坐标系下dq轴电流存在耦合,传统的PI控制器无法实现解耦,提出一种基于内模控制原理和空间矢量算法相结合的高性能永磁同步电机解耦控制方法,用内模控制策略控制理想电机模型,对定子电流交叉耦合电势动态解耦,提高系统的动态响应性能,同时在整个电流闭环过程中对参数摄动和外扰动具有良好的鲁棒性,这种方法不需要额外的电机参数和检测硬件,实验结果验证了方法有效可行。     

永磁同步电机的自适应云模型控制研究

针对PID或其改进的算法鲁棒性偏低问题,提出了永磁同步电机(PMSM)的自适应云模型控制算法研究。在分析了自适应云模型结构后设计了PMSM自适应云模型控制器。搭建了基于自适应云模型控制算法的PMSM试验平台,试验结果表明提出的PMSM的自适应云模型控制算法精度高、性能稳定。     

基于多模式SVPWM算法的永磁同步牵引电机弱磁控制策略

弱磁控制技术可以降低逆变器的容量、拓宽调速范围,对提高轨道交通永磁同步牵引系统的性能有着重要而现实的意义。性能优异的调制方式更能保证弱磁系统输出良好的控制性能,而大功率传动系统开关器件的开关频率较低,使得传统的空间电压矢量异步调制方法已不能满足控制策略需要,本文在分析空间电压矢量多模式调制算法原理以及永磁同步电机弱磁原理的基础上,提出了新型的基于多模式空间电压矢量调制算法的永磁同步牵引电机弱磁控制策略,保证永磁同步牵引电机弱磁控制系统能充分利用开关频率,且在异步调制和分段同步调制段都具有良好的输出特性,仿真和试验验证了本方案的可行性和有效性。     

基于人工神经网络的永磁电机无传感器控制与实现

无传感器控制可以降低永磁电机的成本,并且提高系统的可靠性。永磁电机的电感等参数受运行工况影响会发生变化,因而准确识别电机参数对提高电机的控制精度具有积极意义。基于永磁电机的电感模型,采用人工神经网络对电机电感进行参数辨识,再通过滑模观测器对转子角度进行观测,实现永磁电机无位置传感器的矢量控制。利用TI公司的TMS320F28379d DSP作为控制芯片,搭建了电机控制电路,对所提控制策略进行了验证。结果表明,该控制策略能实时准确地辨识电机参数,提高控制精度,改善控制性能。     

基于ITAE最优控制的永磁同步电机矢量控制仿真

介绍了永磁同步电机(PMSM)的数学模型和矢量控制,在给出传统工程设计方法的同时,结合现今计算机辅助设计工具,通过MATLAB/Simulink的仿真手段,对PMSM矢量控制PI控制器参数进行ITAE最优化设计.经与传统工程PI控制器比较,基于ITAE的最优控制具有更好的控制效果.     

基于优化SVPWM方法的伺服控制的研究

简单介绍了空间矢量脉宽调制( SVPWM)算法的原理及流程,提出SVPWM的控制方式存在功率开关器件的开关损耗问题和对公共电网所产生的谐波干扰问题,因此采用最小开关损耗的零矢量分配方法的优化策略对这两点不足进行弥补,通过计算确定了优化永磁电机性能的可行性.最后搭建实验平台,对提出的新方法进行实验,实验仿真结果清晰地表明...     

永磁同步电机驱动器的研制

采用低电压、大电流的MOSFET作为功率器件,以DSP(TMS320F2812)作为主控器件设计实现了全数字化的永磁同步电机驱动器。在概括论述永磁同步电机矢量控制理论及其控制方法的基础上,详细阐述了驱动器控制电路,功率放大电路,信号调理电路以及保护电路等部分的结构、功能和特点。最后以电动汽车用永磁同步电机为控制对象完成了空载试验和负载试验。试验结果充分验证了该驱动器的实用性和高效性。     

预测控制在永磁同步电机控制系统中的应用

永磁同步电机通常采用矢量控制方法,这种方法的缺点是参数的变化、负载扰动等因素对系统的稳定性、可控性影响较大,该文通过分析永磁同步电机的数学模型,在对其数学模型进行线性化简化的基础上,提出了一种永磁同步电机的预测控制策略,仿真结果表明,利用该法建立的永磁同步电机调速系统,具有良好的控制效果。     

基于人工神经网络的SVPWM技术

为研究人工神经网络隐层层数和功率器件开关频率对永磁同步电机性能的影响,提出一种人工神经网络(ANN)的空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,在MATLAB/Simulink环境下建立永磁同步电机闭环控制系统模型,并仿真研究人工神经网络参数与电机性能的关系。结果表明,通过确定最佳神经网络隐层神经元数和功率器件开关频率,可保证永磁同步电机电流谐波畸变和脉动转矩尽量小。