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基于DSP和FPGA的异步电机矢量控制系统的研究.rar

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  • 日期: 2014-03-05
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标签: fpga异步电机矢量控制

矢量控制作为一种先进的控制策略,是在电机统一理论、机电能量转换和坐标变换理论的基础上发展起来的,具有先进性、新颖性和实用性的特点。它是以交流电动机的双轴理论为依据,将定子电流矢量分解为按转子磁场定向的两个直流分量:一个分量与转子磁链矢量重合,称为励磁电流分量;另一个分量与转子磁链矢量垂直,称为转矩电流分量。通过控制定子电流矢量在旋转坐标系的位置及大小,即可控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小,实现像直流电动机那样对磁场和转矩的解耦控制。本文研究的是以TMS320LF2407ADSP和FPGA为控制核心的矢量控制变频调速系统。 分析了脉宽调制和矢量控制的原理与实现方法,从而建立了异步电动机的数学模型。对于矢量控制,分析了矢量控制的基本原理和控制算法,推导了三相坐标系、两相静止与旋转坐标系下的电机基本方程和矢量控制基本公式。同时在进行相应的坐标变换以后,得到了间接磁场定向型变频调速系统的矢量控制图,并结合TMS320LF2407ADSP完成了具体的实现方法,根据矢量控制的基本原理,设计了一种基于DSP和FPGA的SVPWM冗余系统。 在硬件方面,以TMS320LF2407ADSP和EP1C12Q240FPGA为控制器,两者之间通过双口RAMIDT7130完成数据的交换,并能在一方失控时另一方立即产生SVPWM波形。同时完成无线遥控、速度给定、数据显示以及电流、速度检测和保护等功能,也对变频调速系统的主电路、电源电路、FPGA配置电路、无线遥控电路、LCD显示电路、保护电路、电流和转速检测电路作了简单的介绍。在软件方面,给出了基于DSP的矢量控制系统软件流程图,并用C语言进行了编程。用硬件描述语言Verilog对FPGA进行了编程,并给出了相关的仿真波形。MATLAB仿真结果表明,本文研究的调速系统的矢量控制算法是成功的,并实现了对电机的高性能控制。

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