【正文】 誠 信 聲 明本人聲明：本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。作者簽名： 日期： 年 月 日湖南工程學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書————☆————設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于 DSP 的永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)研究 姓名 周琳 系別 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級 0786 學(xué)號 202213010616 指導(dǎo)老師 顏漸德 教研室主任 謝衛(wèi)才 一、基本任務(wù)及要求：1）掌握矢量控制的基本原理。2）掌握永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)。3）利用 MATLAB 軟件仿真，分析。4)硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間：2 月 20 日：布置任務(wù)，下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書2 月 21 日——3 月 10 日：查閱相關(guān)的資料（總參考文章 15 篇，其中 2 篇以上IEEE 的相關(guān)文章） 。3 月 13 日——3 月 25 日：畢業(yè)實(shí)習(xí)、撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告3 月 27 日——5 月 30 日：畢業(yè)設(shè)計(jì)、4 月中旬畢業(yè)設(shè)計(jì)中期抽查6 月 1 日— —6 月 7 日：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）6 月 8 日— —6 月 10 日：修改、裝訂畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） ，并將電子文檔上傳 FTP。 6 月 11 日——6 月 12 日：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯目 錄摘 要 .....................................................................IABSTRACT.................................................................II第１章 概述 ..............................................................1 永磁同步電動(dòng)機(jī)的發(fā)展概況及應(yīng)用前景 ..................................1 永磁同步電動(dòng)機(jī)發(fā)展概況...........................................1 永磁同步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)及應(yīng)用.........................................2 永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 ..............................3 課題研究的背景及本文的主要研究內(nèi)容 ...................................4 本課題的研究意義 .....................................................5第 2 章 永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型 ..................................7 永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) ................................................7 永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型 ............................................8 永磁同步電機(jī)在靜止坐標(biāo)系( UVW)上的模型..........................8 永磁同步電機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系( ???)上的模型方程 ................10 永磁同步電機(jī)在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系( dq)上的數(shù)學(xué)模型 .....................12第 3 章 永磁同步電機(jī)矢量控制及空間矢量脈寬調(diào)制 ...........................16 永磁同步電機(jī)的控制策略 .............................................16 永磁同步電機(jī)外同步控制策略 ......................................16 永磁同步電機(jī)自同步控制策略......................................16 永磁同步電動(dòng)機(jī)的弱磁控制........................................193．2 空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM) ...........................................19 空間矢量脈寬調(diào)制原理............................................19 空間矢量脈寬調(diào)制實(shí)現(xiàn)............................................22 PI 控制器的設(shè)計(jì) .....................................................24 電流環(huán) PI 控制器的設(shè)計(jì)...........................................24 速度環(huán) PI 控制器的設(shè)計(jì)...........................................25第 4 章 系統(tǒng)仿真模型 .....................................................26 MATLAB 仿真工具箱簡介 ...............................................26 閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真 ....................................................27 仿真結(jié)果及分析 .....................................................31第 5 章 永磁同步電機(jī)控制器的硬件設(shè)計(jì) .....................................34 功率變換單元的設(shè)計(jì) .................................................34 三相橋式主電路..................................................35 IR2130 驅(qū)動(dòng)器 ...................................................36 信號隔離電路....................................................38 檢測單元的設(shè)計(jì) .....................................................38 位置檢測單元的設(shè)計(jì) ..............................................38 電流檢測電路....................................................40 電壓檢測電路....................................................40 控制器的設(shè)計(jì) .......................................................41 DSP 的特點(diǎn)和資源 ................................................42 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所用的 DSP 硬件資源....................................43 電平轉(zhuǎn)換 ...........................................................44 保護(hù)電路的設(shè)計(jì) .....................................................45 過流保護(hù)電路....................................................45 過壓保護(hù)電路....................................................46 上電保護(hù)電路....................................................46 系統(tǒng)保護(hù)電路....................................................47第 6 章 永磁同步電機(jī)控制器的軟件設(shè)計(jì) .....................................48 DSP 軟件一般設(shè)計(jì)特點(diǎn) ................................................48 公共文件目標(biāo)格式................................................48 Q格式表示方法.................................................49 控制系統(tǒng)軟件的總體結(jié)構(gòu) .............................................50 控制系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì) .................................................53 位置和速度計(jì)算..................................................53 速度、電流 PI 控制...............................................55 電流的采樣與濾波................................................56 坐標(biāo)變換軟件實(shí)現(xiàn)................................................58 正余弦值的產(chǎn)生.................................................58 空間矢量 PWM 程序................................................59結(jié)束語 ...................................................................60參考文獻(xiàn) .................................................................61致 謝 ...................................................................62附錄 .....................................................................63湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)I基于 DSP 永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)研究摘 要：本論文在分析了PMSM的結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上采用弧公司專用于電機(jī)控制的TMS320F2407A型數(shù)字信號處理器作為核心，開發(fā)了全數(shù)字化的永磁同步電機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)，主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：(1)本文查閱大量的文獻(xiàn)資料，闡述了永磁同步電機(jī)的發(fā)展概況及應(yīng)用以及其控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，討論了此課題的研究意義。(2)在分析了PMSM的工作原理及其運(yùn)行特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深入研究了永磁同步電機(jī)的矢量控制理論，采用SVPWM矢量控制技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上建立PMSM數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建了采用速度和電流雙閉環(huán)的矢量控制策略。(3)在分析了TI公司的高速數(shù)字信號處理器(DSP)TMS320LF2407A的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過其專用開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了基于該DSP的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)，完成了控制器、功率變換單元以及位置檢測單元的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)各種保護(hù)電路。同時(shí)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件控制部分，完成了主程序、中斷控制程序以及各項(xiàng)子程序的設(shè)計(jì)。(4)本文在研究MATLAB/SIMULINK的基礎(chǔ)上，建立了永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真模型，并進(jìn)行了控制仿真研究，仿真結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)響應(yīng)速度快，超調(diào)量小，抗干擾性能強(qiáng)。關(guān)鍵詞：DSP；永磁同步電動(dòng)機(jī)；矢量控制系統(tǒng)；湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)IIVector Control System of PMSM Based on DSPAbstract: This thesis,basing on analyzing the structure and mathematics model of PMSM,empoldered the timing system of vector control of PMSM through using the TMS320F2407A of TI pany as its core. The main jobs are just as:(1) In this paper,with abundance of literature we introduced development and application of PMSM,also include its development in control we discussed the researching purport of this paper.