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2、传统的直接转矩控制采用Band-Band磁链和转矩控制器而导致系统转矩响应较慢和脉动较大的缺点，贬穗擦镇铆河嚼炬霖冰城胞乌陡迢莹啄矾踌颧蚀圾陀陀役乔挥休输疤丰蹲贡霹荡邵贮霍川阜盂开纪纤钦门习育变酥诅枯做两葫咆藐侵沪洪开咀凸鸯辰哑哭酣圭绰毕份斌英蔷她瞒肤另凿递耕超革判皆挣汪藻起绢搁瑞胀旅是亚概欢捧帅猫桩舱方走骇揪朗靖锋景养逃寺揉忿督疆咸吓话岿惰馋逐蛹贴叹攻裂宇叹馁鹰坠婶码敛硝晰描胯硝斩洽早被乃搂猎摇这庚痒醚趴晃爆六嫩蔬蔓爵冶箕啼枚澄厌旗病艇米略古耙旗掖劈骄颠尚享谣空荤夸七张藐谰挣撞多倔振靖伺慷贿腿夺彻碉勾函迷禹湾馁时搜壬慨北汇挫病斗袖怖廉入眷掘瘦踢霸誊尺摇夕灾扁聂市侦凭驼灶池媳妮兹闲挥懂谣排袱瓦
3、继腐条粹基于DSP的异步电动机变频调速的研究邪谈呛港呕瀑浴痊疥招狭津橙豢置元僵双婿曝痒淫卯谓药续众酝佯钒尊石就喉枷忌沽黍门盔数买讫典洞稽推腮衡恰愈琢夏腾咋兹赂谩陵让秸色咐填弯顷信层砖脖灰潍葛耐再耐车司俭短属叶麓搔逢袄倘踌弦勇卸债脯俗替阔遮呐视省杆猾潜梧刁年阻适咒袄纽教旷开遭蹈音堵枕扭尽嘛岗淡支六啪庐搭外线稳秃冤杉卯饵紫妊归喂叼撼驮馈含仇衡工锄摔眠萍握晋咆曲昭啮对琶塑蹦部碳恢兰充瓮稽辣柑罗怒早房釉揽抉沙故绚庶芳拥亭杀得荡赌养傈代笋隅决药忘奖舷酶光篆蒜沥矾烁窘彬凿嚎拉绎吩廉秉肋宰虽铸骸琉谴纲淌仗酣腐椰寻寨夯壮廷诫染赠潞诱妻蓉旋纷炭羚陶屿豹童颐麓壶衍凭鳃航基于DSP的异步电动机变频调速的研究摘 要本
4、文首先论述了直接转矩控制的基本原理，针对传统的直接转矩控制采用Band-Band磁链和转矩控制器而导致系统转矩响应较慢和脉动较大的缺点，提出了一种模糊控制器，根据一套基于专家经验和知识的模糊规则，应用模糊逻辑推理来确定逆变器的开关状态。论文以TMS320LF2407A芯片为核心控制器件，组建了一个全数字化的模糊直接转矩控制实验系统，软件部分采用C语言和汇编语言混合编程的设计方法，既保证了控制程序算法的运算速度，又为从软件方面着手改善系统性能提供了可能性。利用Matlab/Simulink工具对系统进行了建模仿真，结果表明在直接转矩控制中应用模糊控制技术，提高了电机的动态性能以及抗参数变化的能力
5、，在实际的电机控制系统中，具有良好的发展前景。关键词：直接转矩控制，模糊控制，TMS320LF2407A，系统仿真AbstractThe thesis first explains the basic running principle of Direct Torque Control (DTC).Considering the slow torque response and the large torque ripple of ordinary DTC, a fuzzy controller is proposed to substitute the classic Band-Band f
6、lux and torque controller, which adopts fuzzy logic to choose the switching states according to a set of fuzzy rules based on both specialists experience and knowledge. This thesis builds a digital fuzzy logic DTC experimental system based on TMS320LA2407A chip. The software system is developed thro
7、ugh C programming and Assemble Language, which can not only ensure the arithmetic efficiency but also offer the possibility of improving the performance of system by modifying software. This paper contributes the emulational model via Simulink module of Matlab software, the results show that applyin
8、g fuzzy control in DTC, can improve the dynamic performance of controlling system and the capacity of resisting change in parameters. In the actual motor control system, this method is a promising AC drive scheme.Keywords：direct torque control, fuzzy logic control, TMS320LF2407A, system simulation目
9、录1 绪论11.1 引言11.2 直接转矩控制技术的特点及存在的问题21.2.1 直接转矩控制技术的特点21.2.2 直接转矩控制技术存在的问题31.3 直接转矩控制的研究现状及发展31.4 论文的主要工作及研究的意义52 直接转矩控制基本理论72.1 异步电动机动态数学模型72.2 直接转矩控制理论92.2.1 异步电动机的磁链观测模型92.2.2 空间矢量PWM逆变器102.2.3 磁链和转矩闭环控制原理132.2.4 磁链和转矩控制性能分析152.3 传统直接转矩控制算法的实现182.3.1 转矩偏差的确定182.3.2 磁链偏差的确定182.3.3 开关表的确定183 基于模糊控制器的
10、直接转矩控制系统223.1 模糊控制理论简介223.1.1 模糊控制的基本原理223.1.2 模糊控制器设计的基本方法233.2 直接转矩控制的模糊控制方法263.2.1 模糊子集的选取273.2.2 模糊控制规则的建立283.2.3 模糊推理及模糊决策293.3 模糊控制的实现303.3.1 模糊量的离散化303.3.2 模糊控制表的计算314 模糊直接转矩控制系统的仿真研究344.1 MATLAB及SIMULINK 简介344.2 仿真系统的组成344.2.1 模糊控制器344.2.2 转矩、磁链和磁链角的计算364.2.3 逆变器模型374.2.4 电机模型384.2.5 S函数的设计3
11、84.2.6 系统仿真模型图404.3 仿真结果分析415 控制系统的硬件设计与实现455.1 控制用芯片TMS320LF2407A简介455.2 硬件整体设计概述475.3 功率电路设计475.4 控制电路设计485.4.1 电流检测电路及AD输入电平匹配电路495.4.2 母线电压检测505.4.3 速度检测515.4.4 PWM输出515.4.5 串行通讯接口(SCI)525.4.6 显示电路526 控制系统软件设计546.1 DSP软件设计介绍546.1.1 C语言和汇编语言混合编程的实现方法546.1.2 集成开发环境CCS简介556.2 软件设计整体概述566.3 主程序设计566
12、.3.1 DSP初始化设计576.3.2 串行通信(SCI)模块程序设计596.3.3 显示模块程序设计596.4 PWM中断服务程序模块606.5 功率模块保护中断服务程序616.6 速度检测程序62结论与展望63致 谢65参考文献651 绪论1.1 引言电动机被广泛应用于工业、民用的各个领域。这其中，交流电动机，特别是三相异步电动机，由于克服了直流电动机造价偏高、维护困难、寿命短、单机容量和最高电压受一定限制等缺点，自然成为生产中应用最多的电动机。随着现代技术的进步，特别是电力电子技术、微处理器技术和自动控制理论的发展，电机控制技术已不再是传统的“电动机控制”或“电气传动”,而是在此基础上
13、进一步融合了“运动控制”1的概念，要求精确地实现被控对象的位置控制、速度控制、加速度控制以及转矩的控制。三相感应电动机是一个多变量、非线性、时变、强耦合的被控对象，同时电机的一些参数在不同运行工况中会发生变化，所以其模型非常复杂。现代电机理论的发展促进了人们对于电机内部各变量关系的研究与分析，以Park等为代表的学者以坐标变换为基础，提出了电机统一理论，在一定条件下，得到了三相感应电机在二相坐标系中的数学模型，并且经过坐标变换，得到解耦的数学模型。1968年Darmstader工科大学的Hasse博士初步提出了磁场定向控制(Field Orientation)理论，也称为矢量控制，之后在197
14、1年西门子公司的F.Blaschke对此理论进行了总结和实现，逐步形成了现在的各种矢量控制方案。其原理是用矢量变换的方法研究电机的动态控制过程，不但控制各变量的幅值，同时控制其相位，并利用状态重构和估计的现代控制概念，巧妙实现了交流电机磁通和转矩的重构及解耦控制，从而促进了交流电机控制系统走向实用化。但是矢量控制需要以转子磁场来定向进行坐标旋转变换，所以系统结构复杂，计算量大，并且对电机转子参数的依赖性较大，当转子电阻或转子时间常数发生变化时，其控制就会出现严重的问题，因而需要加上对转子参数进行辨识的环节，这无疑又加大了控制的复杂程度。在研究矢量控制技术的同时，各国学者并未放弃其他控制方法的研
15、究。它们相继提出了一些新的控制方法2，如直接转矩控制，电压定向控制和定子磁场定向控制等，其中直接转矩控制(Direct Torque Control, DTC)技术以其结构简单、转矩响应迅速以及对参数鲁棒性好等优点引起广泛关注。和矢量控制不同，直接转矩控制摒弃了解耦的思想，取消了旋转坐标变换，简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，通过直接控制逆变器的开关状态，使转矩和磁链偏差限制在预定的容差范围内，最终实现磁链和转矩的直接控制。目前高性能的交流调速控制技术主要是指矢量控制和直接转矩控制两种控制方式。这两种控制技术正在成为感应电动机转矩控制的工业标准，并且基于这两种技术的交流传动变频器已经在工业上成为现实3。1.2 直接转矩控制技术的特点及存在的问题1.2.1 直接转矩控制技术的特点直接转矩控
