隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)、控制理論及永磁材料等技術(shù)的快速發(fā)展,以永磁同步電機作為控制對象的傳動領(lǐng)域得到了越來越廣泛的關(guān)注,隨著FPGA的技術(shù)的普及和廣泛應(yīng)用,使得各種先進的控制算法得以實現(xiàn),于是數(shù)字化、智能化的永磁交流控制器成為必然的發(fā)展趨勢和當(dāng)前的研究熱點。本文的主要工作就是圍繞數(shù)字化的永磁同步電機控制器研究來展開。首先深入研究了永磁同步電機的數(shù)學(xué)建模方法及電機控制策略問題。在對永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型進行了推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,在PSIM仿真軟件中建立了永磁同步電機的電機模型,提出了一種永磁同步電機傳統(tǒng)控制系統(tǒng)仿真建模的新方法。其次對常用的數(shù)字脈寬調(diào)制方法進行了數(shù)學(xué)推導(dǎo),并對滑模控制理論和矢量控制進行了深入的研究分析,將滑模變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用于永磁同步電機的調(diào)速系統(tǒng)中,改善了傳統(tǒng)PI控制器參數(shù)整定繁瑣、系統(tǒng)魯棒性差的缺點,仿真結(jié)果驗證了該系統(tǒng)設(shè)計方案的優(yōu)越性。最后在永磁同步電機建模仿真的基礎(chǔ)上,根據(jù)永磁同步電機控制器的設(shè)計要求及FPGA的特點,提出永磁同步電機控制器的的設(shè)計方案。按照FPGA模塊化設(shè)計思想,將整個系統(tǒng)進行了合理的劃分,分別對SVPWM、Park變換、SMC、反饋速度測量等重要模塊的FPGA硬件實現(xiàn)算法進行了深入的研究。各模塊在Modelsim平臺上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開發(fā)板上完成硬件驗證,驗證結(jié)果表明:永磁同步電機在低速和高速時都能穩(wěn)定運行,從而證實了本設(shè)計方案的可行性。
標(biāo)簽:
FPGA
永磁同步
電機控制器
上傳時間:
2013-04-24
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