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1、中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 学 院： 应用技术学院 专 业： 电气工程及其自动化 设计题目: 开关磁阻电机控制系统设计 专 题： 指导教师： 职 称： 讲师 2009 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院： 应用技术学院 专业年级：电气 学生姓名： 任务下达日期:2009年3月8日毕业论文日期:2009年3月9日至2009年6月15日毕业论文题目:开关磁阻电机控制系统设计毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求:1. 了解开关磁阻电机工作原理。2. 设计系统主回路（主要包括功率器件选型，驱动、保护电路参数设计）。3. 设计通用电机控制系统的电路。4. 采用
2、atlabimulink实现开关磁阻电机控制系统的仿真。 院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中
3、国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要开关磁阻电动机调速系统（Switched Reluctnce Drive，简称SRD）是由开关磁阻
4、电动机、电力电子开关电路及驱动控制部分组成的高性能调速系统。开关磁阻电机具有结构简单坚固、成本低、容错能力强、调速范围宽、低速转矩大、起动电流小、转速精度高、耐高温、可频繁起动制动等优点，又在高度发展的电力电子和微机控制技术的支持下获得了良好的可控性能。因此，开关磁阻电机在驱动调速领域得到了广泛的应用。本文首先介绍了课题研究背景和意义。给出了开关磁阻电机控制系统的组成、运行原理和控制方式。给出了开关磁阻电机的控制策略。在Matlab/Simulink 交互式仿真集成环境下，对开关磁阻控制系统进行了建模、仿真及分析。接着，给出了开关磁阻控制系统的硬件、软件设计方案。主要包括：DSP TMS320
5、LF2407最小系统、位置检测电路、电流检测电路、键盘和显示电路、上位机通信接口及电源系统、系统主程序、各模块初始化子程序、各功能子程序和各中断服务子程序等。最后，以三相6/4 结构小功率开关磁阻电机作为执行元件，给出了仿真结果。 关键词：开关磁阻 DSP TMS320LF2407 控制 ABSTRACTSwitched Reluctance Drive system is a high performance system, which is composed of Switched Reluctance Motor, Power electronic switching circuit a
6、nd controller. Switched Reluctance Motor has not only low cost , strong structure, good fault-tolerant，wide range speed modulation , low starting current, high speed accuracy, high temperature, and it can be started or stopped frequently, but also excellent controllability based on the electric and
7、mircrocomputer . Thus, Switched Reluctance Motor is widely used in drive and speed adjustment field. Firstly, the background and significance of the project were given. The structure of the position control system of SRM was given.The operational principle and control modes of SRM were discussed. Th
8、e output torque could be indirectly controlled by the rotor angular acceleration closed-loop control of SRM. The position control strategy was also presented .In the Matlab/Simulink interactive simulation integrated environment, module construction, simulation and analysis of control system of SRM w
9、ere given. And then, the hardware and software of control system of SRM were designed. The design of hardware mainly includes the least system of DSP TMS320LF2407, the position detection circuit,the current detection circuit,the keyboard and display circuit，the communication interface of upper compu
10、ter and the power system.Thedesign of software mainly includes the main procedure, the modules initialization subroutines, the subroutines and the interrupt service subroutines. Finally, the experiment system was established with a threephase 6/4 structure lowpower SRM prototype as action element.Th
11、e simulation results were given.Keywords: switched reluctance DSP TMS320LF2407 control 目 录1 绪论11.1前言11.2开关磁阻电机的发展状况21.3开关磁阻电机调速系统的概述21.3.1 SRD的基本结构21.3.2 SR的特点41.3.3 SRD的应用41.4本课题的主要任务52 开关磁阻电机的原理62.1开关磁阻电机的基本结构及工作原理62.1.1SR电机的基本结构62.1.2 开关磁阻电机的工作原理62.2 开关磁阻电机的数学模型72.2.1绕组电感分段线性解析式72.2.2 SRM的相电压方程82
12、.2.3磁链方程82.2.4 绕组电流的分析92.2.5 转矩转速的控制102.3 SR电机基本控制方式113 系统主电路153.1 系统整体框架153.2 SRM 功率变换器153.2.1主回路方案173.2.2 IGBT主开关管参数计算183.3 IGBT驱动电路193.4电流检测装置203.5位置检测214 开关磁阻电机调速系统的设计234.1开关磁阻电机调速系统的硬件设计234.1.1SRD硬件系统结构概述234.2基于DSP的SRD控制器234.2.1基于DSP的SRD系统硬件介绍234.2.2控制策略254.3软件设计264.3.1主程序的设计274.3.2 功能子程序设计284.3.3 子程序显示284.3.4中断子程序设计295 开关磁阻调速电动机系统仿真研究315.1.SRM的控制方案315.1.1 电流斩波控制315.1.2 角度位置控制315.1.3 电压PWM控制315.2电压PWM控制方案下SRD仿真模型的建立315.3 仿真模型与分析325.4 仿真结果366 结论41参考文献：43翻译部分45英文原文45中文译文56致 谢65 中国矿业大学2009
