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FOC電機(jī)控制

基于DSP和FOC控制算法的交流電機調速控制系統

摘要：現代電機控制的發展在提高性能、降低損耗、減少成本和其它不斷出現的新的技術指標及特殊應用上的要求越來越高，因此有許多新的復雜的控制算法產生，交流電機有許多直流電機所沒有的優點，但是寸于交流電機的控制相對直流電機更為困難，而DSP的應用使得交流電機控制系統無論是在結構復雜程度、成本和效率上都有很大改觀。本文結合了交流感應電機的速度控制中較為有效的控制方法即磁場導向控制（FOC）理論和T1公司的DSP控制器TMS320LF2407介紹了DSP在電機閉環控制中的應用。關鍵詞：電機控制磁場定向理論DSP矢量控制1引言交流感應電機因為其很多優點如結構牢固，運行穩健可靠，成本低廉和高效率等而被廣泛使用，但是交流電機的可控制性不如直流電機，而在很多應用中有如精確定位、轉距控制、速度控制等要求。為了實現這些功能和提高控制精度，需要采用閉環控制系統和采用較為復雜、有效的控制算法，這些復雜的控制方法中包含了大量的數據運算及系統的適時性要求，對微處理器運算能力和速度要求更高。傳統方法在成本和性能上已經很難滿足人們的要求。隨著電子技術的發展，數字信號處理器的（DSP）應用解決了處理器的運算能力和速度問題。一些電機控制專用DSP如TI的TMS320LF2407，其中集成了電機控制的許多必要的外圍器件，如模數轉換器、脈寬調制發生器和一些專用邏輯電路，給開發更高性能價格比的控制系統帶來極大方便。

標簽： dsp foc控制算法交流電機調速控制系統

上傳時間： 2022-06-26

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矢量控制FOC基本原理

矢量控制（FOC）基本原理一、基本概念1.1模型等效原則交流電機三相對稱的靜止繞組A、B、C，通以三相平衡的正弦電流時，所產生的合成磁動勢是旋轉磁動勢F，它在空間呈正弦分布，以同步轉速o1（即電流的角頻率）順著A-B-C的相序旋轉。這樣的物理模型如圖1-1a所示。然而，旋轉磁動勢并不一定非要三相不可，單相除外，二相、三相、四相……等任意對稱的多相繞組，通以平衡的多相電流，都能產生旋轉磁動勢，當然以兩相最為簡單。圖1-1b中繪出了兩相靜止繞組a和β，它們在空間互差90°，通以時間上互差90°的兩相平衡交流電流，也產生旋轉磁動勢F。再看圖1-1c中的兩個互相垂直的繞組M和T，通以直流電流in和i，產生合成磁動勢F，如果讓包含兩個繞組在內的整個鐵心以同步轉速旋轉，則磁動勢F自然也隨之旋轉起來，成為旋轉磁動勢。把這個旋轉磁動勢的大小和轉速也控制成與圖1-1a一樣，那么這三套繞組就等效了。

標簽： 矢量控制 foc

上傳時間： 2022-06-30

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無感FOC控制原理

FOC的控制核心——坐標變換■坐標系口一定子坐標系（靜止）一A-B-C坐標系（三相定子繞組、相差120度）一a-β坐標系（直角坐標系：a軸與A軸重合、β軸超前a軸90度）口一轉子坐標系（旋轉）-d-q坐標系（d軸一轉子磁極的軸線、q軸超前d軸90度）口一定向坐標系（旋轉）M-T坐標系（M軸固定在定向的磁鏈矢量上，T軸超前M軸90度）轉子磁場定向控制一-M-T坐標系與d-q坐標系重合FOC的控制核心——SVPWM■空間矢量口根據功率管的開關狀態（上管導通是“1"，關閉是“0"）定義了8個空間矢量。其中000和111是零矢量。■扇區口空間矢量構成6個扇區口確定Vref位于哪個扇區，才能知道用哪對相鄰的基本電壓空間矢量去合成Vref。■參考電壓矢量合成口利用基本電壓空間矢量的線性時間組合得到定子參考電壓Vref。■七段式SVPWM，由3段零矢量和4段相鄰的兩個非零矢量組成。3段零矢量分別位于PWM的開始、中間和結尾。■非零電壓空間矢量能使電機磁通空間矢量產生運動，而零電壓空間矢量使磁通空間矢量靜止

標簽： foc

上傳時間： 2022-06-30

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MICROCHIPAN1078PMSM電機FOC控制中文

簡介設計者根據對環境的需求，希望能不斷開拓高級電機控制技術，用以制造節能空調、洗衣機和其他家用電器產品。到目前為止，較為完善的電機控制解決方案通常僅用作專門用途。然而，新一代數字信號控制器（Digital Signal Controller，DSC）的出現使得性價比高的高級電機控制算法最終成為現實。例如，空調需要能夠對溫度作出快速響應以迅速改變電機的轉速。因此，我們需要高級電機控制算法，以制造出更加節能的靜音設備。在這種情況下，磁場定向控制（Field Oriented Control，FOC）脫穎而出，成為滿足這些環境需求的主要方法。本應用筆記討論了使用Microchip dsPIC2 DSC系列對永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）進行無傳感器FOC的算法。

標簽： 電機 foc

上傳時間： 2022-06-30

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無傳感器PMSM馬達FOC控制算法詳解

通過本課程學習，您將：-了解一些目前最新的電機控制設計解決方案一了解一種新的永磁同步電機（PMSM）無傳感器磁場定向控制（FOC）算法-了解如何查找更多關于該算法的信息PMSM概述PMSM的FOC控制無傳感器技術DMCI介紹——一種有用的工具演示1：整定PI參數演示2：整定無傳感器控制參數回顧，答疑（Q&A）PMSM概述-PMSM應用-PMSM與BLDC的比較-PMSM結構-PMSM特性-PMSM操作高效率和高可靠性設計用于高性能伺服應用可實現有/無位置編碼器的運行方式比ACIM體積更小、效率更高、重量更輕采用FOC控制可實現最優的轉矩輸出平滑的低速和高速運行性能較低的噪聲和EMI從其發展歷史來看，兩種電機發源于不同的領域轉矩產生的機理相同BLDC是PMBDC的一個派生詞PMSM表示一個勵磁磁場由PM提供的AC同步電機控制方法不同（六步控制與FOC）

標簽： 傳感器 pmsm 馬達 foc控制

上傳時間： 2022-06-30

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簡化BLDC馬達設計的FOC控制技術

簡化BLDC馬達設計的FOC控制技術

標簽： bldc 馬達設計 foc控制

上傳時間： 2022-07-20

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電動摩托車無刷直流驅動電機的控制方法.rar

電動摩托車具有零排放、低噪聲等優點，是真正的綠色環保輕型交通工具，它以方便j快捷等特點被越來越多的人們所接受，成為大中城市公共交通的理想補充。而無刷直流電動機以其控制簡單、可靠性高、輸出轉矩大等優點，被大量地用作電動摩托車驅動電機。本文主要研究基于AVR單片機的電動摩托車控制技術。首先，分析了電動摩托車的發展趨勢，以及無刷直流電動機能在電動摩托車驅動領域得到廣泛應用的原因，并探討了電動摩托車無刷直流驅動電機的控制方法。其次，在分析無刷直流電動機工作原理的基礎上，構造了無刷直流電動機的數學模型，確立了通過PWM調節改變電樞電壓的大小來調節轉速的控制策略。第三，采用ATMEL公司的ATmega88單片機為控制核心，設計了包括電流檢測與保護、位置信號檢測、功率開關管驅動、電源轉換和電壓采樣與欠壓保護等一系列硬件電路，充分利用了ATmega88單片機成本低、功能豐富、運算能力強等優點，簡化了控制電路，提高了控制系統的可靠性，降低了控制成本。第四，采用C語言編寫了控制程序，完善了控制功能，實現了軟、硬件控制方法的結合。使用ICC-AVR集成開發環境和SL-ISP在線編程，降低了開發成本；采用模塊化設計方法設計控制程序，提高了程序的可維護性。完成的功能模塊主要包括啟動與換相模塊、電動機轉速調節模塊、過電流與堵轉保護模塊、欠電壓保護模塊和定速巡航模塊等。最后，對開發的控制系統進行了調試，并對實驗結果進行了分析。結果表明，控制系統運行可靠、實時性好，證明ATmega88單片機適合用作電動摩托車驅動電機的控制芯片。

標簽： 電動摩托車無刷直流控制方法

上傳時間： 2013-05-20

上傳用戶：lanhuaying
基于DSP的三相交流異步電機矢量控制系統.rar

隨著電力電子技術、微處理器技術以及新的電機控制技術的發展，交流調速性能日益提高。變頻調速技術的出現使交流調速系統有取代直流調速系統的趨勢。但是國民經濟的快速發展要求交流變頻調速系統具有更高的調速精度、更大的調速范圍和更快的響應速度，一般的通用變頻器已經不能滿足工業應用的需求，而交流電機矢量控制調速系統能夠很好的滿足這個要求。矢量控制(Field Oriented Control)，能夠實現交流電機電磁轉矩的快速控制，本文對三相交流異步電機的矢量控制系統進行了研究和分析，以高性能數字信號處理器為硬件平臺設計了基于DSP的三相交流異步電機的矢量控制系統，并分析了逆變器死區效應的產生，實現了逆變器死區的補償。本文介紹了交流調速及其相關技術的發展，變頻調速的方案以及國內外對矢量控制的研究狀況。以三相交流異步電機在三相靜止坐標系下的數學模型為基礎，通過Clarke變換和Parke變換得到三相交流異步電機在兩相旋轉坐標系下的數學模型，并利用轉子磁場定向的方法，對該模型進行分析，設計了轉子磁鏈觀測器，以實現交流電機電流量的有效解耦，得到定子電流的轉矩分量和勵磁分量。仿照直流電機的控制方法，設計了矢量控制算法的電流與速度雙閉環控制系統。設計了以TMS320LF2407A為主控制器的硬件平臺，在此基礎上實現了矢量控制算法，論述了電壓空間矢量調制(SVPWM)的原理和方法，并對其進行了改進。最后對逆變器的死區進行了補償。實驗表明基于轉子磁場定向的矢量控制(FOC)系統，結構簡單，電流解耦方便，動態性能好，精度較高，能夠基本滿足現代交流電機控制系統的轉矩和速度要求。

標簽： DSP 三相交流異步電機

上傳時間： 2013-05-24

上傳用戶：李彥東
混合動力車用驅動電機矢量控制系統研究.rar

混合動力電動汽車(HEV)作為降低城市汽車尾氣污染、減少油耗和調整能源結構的行業新技術，前景十分廣闊，日益受到人們的關注，其開發也成為新的熱點。驅動電機及其控制系統是HEV的核心部分，其性能的優劣很大程度上決定了車輛的動態性能，因此對其進行研究具有重要的理論意義和應用價值。本文主要研究混合動力車用交流驅動電機控制系統，以高性能的數字信號處理器(DSP)為核心，采用轉子磁鏈定向矢量控制(FOC)算法，設計了一種基于DSP的交流驅動電機控制器。主要研究內容如下：首先，在分析國內外研究狀況和比較幾種常用驅動電機的基礎上，結合HEV對驅動電機的特性要求，選擇交流異步電機作為HEV的驅動電機和基于轉子磁鏈定向的矢量控制技術作為系統開發方案。其次，以交流異步電機的動態數學模型為基礎建立了轉子磁鏈位置的電流計算模型，實現交流電機轉矩和勵磁電流分量的有效解耦。結合矢量控制理論及電壓空間矢量脈寬調制(SVPWM)技術給出了混合動力車用驅動電機矢量控制系統結構框圖。最后，以一臺5kw異步電機作為控制對象，搭建了系統主電路。系統控制電路以TMS32OLF2407A DSP為核心，由電流、電壓及速度等檢測模塊和CAN總線通信模塊組成。系統以CCS2集成開發環境為平臺，采用匯編語言編程，設計了基于DSP的矢量控制具體的軟件實現方法，實現了全數字化的HEV驅動電機矢量控制系統。論文給出了驅動電機運行的調試結果并進行了分析。實驗表明該控制系統響應速度快，電壓利用率高，動態性能好，能夠滿足HEV對驅動電機動態和靜態性能的要求，對開發出低成本、高性能的電機驅動控制系統具有實用價值。

標簽： 混合動力車用矢量控制

上傳時間： 2013-07-06

上傳用戶：banyou
繞組勵磁同步電機無傳感器矢量控制的研究.rar

繞組勵磁同步電機具有功率因數可調、效率高等優點，在工業大功率場合獲得了廣泛應用，因此研究和開發高性能的繞組勵磁同步電機驅動系統具有重大的經濟價值和社會效益。目前開發高性能繞組勵磁同步電機驅動系統所采用的控制方案主要有兩種：一種是直接轉矩控制（DTFC）；另一種是磁場定向矢量控制（FOC）。繞組勵磁同步電機的矢量控制策略具有控制結構簡單，物理概念清晰，電流、轉矩波動小，轉速響應迅速，易實現數字控制等優點。因此，在交流傳動領域中，越來越受到學者的關注。但是，無論在國內還是國外，交直交型繞組勵磁同步電機矢量控制系統的研究還缺乏全面深入的理論研究，還沒有建造起矢量控制系統的理論體系構架。本文對繞組勵磁同步電機矢量控制系統進行了初步的理論探討，并進行了詳細的實踐研究，為以后更深入、廣泛地研究此系統，打好堅實的基礎。本論文主要研究內容如下： @@ 通過廣泛的查找文獻，對幾種常見的同步電機傳動系統進行了綜述，分析了同步電機變頻調速原理，在此基礎上，講述了無傳感器技術在同步電機中的應用現狀。無傳感器技術主要有兩大類：基于基波量的檢測方法和基于外加信號的激勵法。隨后，對轉子初始位置的估計進行了綜述，其方法有：基于電機定子鐵芯飽和效應的轉子位置估計，高頻信號注入法，基于定子繞組感應電壓的估計法和基于相電感計算法等。繞組勵磁同步電機轉子初始位置估計的研究還很少。 @@ 對繞組勵磁同步電機矢量控制的理論進行了全面深入地研究，建立起矢量控制的理論體系構架。 @@ 首先，基于磁勢等效原理，將三相靜止交流信號等效變換為兩相旋轉直流信號，將交流電機等效為直流電機進行控制。在Clarke變換和Park變換的基礎上，得到凸極同步電機轉子磁場定向的電壓矩陣方程、功率方程和運動方程。根據上述方程，繪出dq軸的等值電路及矢量圖，得到狀態空間描述的dq軸數學模型。 @@ 其次，根據模型參考自適應原理，對同步電機轉速進行估計。忽略同步電機d軸阻尼繞組的作用，取同步轉速為零，得到同步電機αβ靜止坐標系下的數學模型。將不含有轉子轉速信息的方程作為參考模型，將含有轉速參數的方程作為可調模型，根據波波夫超穩定性和正性原理，對轉子轉速進行估計。@@ 最后，根據模型參考自適應估計的轉子轉速，設計磁通觀測器來估計轉子磁通，實現磁通反饋閉環控制。磁通觀測器采用降維觀測器，僅對轉子磁通分量進行重構，并通過極點配置算法，合理配置觀測器的極點，使觀測器滿足系統的性能指標，達到磁通觀測的目的。 @@ 新穎的空間矢量脈寬調制算法。從空間矢量的基本概念入手，深入分析了定子三相對稱電壓與空間電壓矢量之間的關系。由三相電壓源型逆變器輸出電壓波形得到六個有效開關狀態矢量，這六個開關矢量和兩個零矢量合成一組等幅不同相的電壓空間矢量，去逼近圓形旋轉磁場。其次，根據空間電壓矢量所在的扇區，選擇相鄰有效開關矢量，在伏秒平衡的法則下，計算各有效開關矢量的作用時間。并且，探討了扇區判斷和扇區過渡問題，定性分析了空間矢量脈寬調制（SVPWM）的性能。最后，根據每個扇區中開關矢量作用時間，采用軟件構造法，在TMS320LF2407A硬件上實現了SVPWM。實驗結果表明，該算法簡單易實現，能夠有效的提高直流母線的電壓利用率，具有在低頻運行穩定，逆變器輸出電流正弦度好等優點。 @@ 空間矢量過調制算法的研究。在上述線性調制的基礎上，提出一種基于電壓空間矢量的過調制方法。過調制區域根據調制度分成兩種不同的模式，分別為模式Ⅰ（0．907

標簽： 繞組勵磁同步電機

上傳時間： 2013-07-25

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