基于dsp的异步电机直接转矩控制系统研究与设计

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1、中留分类号ＴＭ３４３义编号１００６０－１６－０２３４—论巧科分巧号：４７０級．４０３１密＊＾义涛ｉｆ乂聲ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶ，．扣ｉ；ｉ扇ｉｉｉｌｉｌ囑：－，講議画圓＾珥硕±专业学位论文基于ＤＳＰ的异步电机直接转矩控制系统硏究与设计ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｎｏｆＩｎｄｕｃｔｉｏｎｇ一ｉ二＾ＭｏｔｏｒＤｉｒｅｄＴｏｒｕｅＣｏｎｔｒｏｌＳｓｔｅｍｑｙ＿Ｉ篇！■画戲抽工程■Ｍ：电气工程Ｈ剧ＩＢＢｔｅ抽Ｊ刘帅ｍｍ

2、Ｉ压巫３ｇｇｇ－＇＾１天津理工大学研究生院二ｏ－六年二月Ｊ棘准Ｉ牲是调本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加示注和致谢么处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得义津理工大等或其他教育机构的学位或巧书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明賴的说明并表示了谢意。学佐冷丈作者签名：如签牵口綱ｉ２行ｊ（年２月２日＾学隹冷丈胶权徒用换权书本学位论文作者完全了解天津巧工大華有关保留、使用学位论文的规定。特授权义

3、津理工大学可臥将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复本和电子文件。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）＾学签住冷丈作者签名；為＾；４拿可期；年２月王３日签拿订期：如年２月＊２？ｑ分类号：470.4031密级：天津理工大学研究生学位论文基于DSP的异步电机直接转矩控制系统研究与设计（申请工程硕士学位）工程领域：电气工程作者姓名：刘帅指导教师：李国洪2016年2月ThesisSubmittedtoTianjinUniversit

4、yofTechnologyfortheMaster’sDegreeTheResearchandDesignofInductionMotorDirectTorqueControlSystemBasedonDSPByLiuShuaiSupervisorA.Prof.LiGuohongFebruary2016摘要直接转矩控制（DTC）是在定子坐标系下，直接控制和计算交流电动机的转矩，采用定子磁场的定向原理，借助于离散的两点式，利用空间矢量的概念，通过数字信号处理器（DSP）调节产生PWM信号，选择最优的逆变器的开关管状态，从而获得高动态性能的转矩；它具有直接的控制手段，简单

5、的控制结构，新颖的控制思想以及明确的信号处理物理概念；该控制方法具备非常迅速地转矩响应，且没有超调量，基本能在一个周期内完成，能够满足交流调速系统的高动静态性能的要求。首先，本文介绍了直接转矩控制技术的发展和未来趋势，探讨了交流调速技术的现状，接着介绍了建立在空间矢量理论基础上的异步电动机和逆变器数学基本模型，然后给出了DTC理论的相关概念，详细研究了异步电机的I-N观测模型、U-I观测模型以及U-N观测模型，并表述了它们各自的特点。在本系统中，综合考虑三种观测模型，比较它们的优缺点，采用U-I观测模型在电机高速运行的时候，采用I-N观测模型在低速运行的时候。最后深入

6、讨论了开关表策略以及直接转矩控制策略，而且详细说明了选择不同开关表时，所引发的转矩跟磁链产生的不同响应。提出一种改进型的定子转矩调节器以及定子磁链调节器，使电机在低速运行时，系统依然可以稳定在较好的状态。然后，主控制器选用16位实时DSP（MC56F8346）作为研究平台，设计了DTC技术的硬件主电路跟控制电路，其中详细叙述了电流采样、电压采样、转速检测、智能功率模块（IPM）、PWM生成等电路。接着说明了MC56F8346的软件开发平台CodeWarriorIDE的特点，完成了系统软件相关程序的设计，包括主程序、初始化程序以及中断服务程序等模块的设计，实现了直接转矩

7、控制系统在异步电机运行中的全数字化。最后，对样机进行调试，说明了调试的方法和步骤，给出了结果并对实验结果进行了理论分析。在论文的末尾，对课题进行了总结，并为后续的课题研究提出了改进的方法以及合理化建议。关键词：直接转矩控制异步电机磁链观测DSPAbstractDirectTorqueControltechnologyspacevectoranalysismethodiscalculateddirectlyinthestatorcoordinatesystemwithtorquecontrolACmotorusingstatorfluxorientat