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基于RT-LAB的永磁同步电机硬件在环实时仿真研究

作 者: 邱华静
导 师: 黄海田
学 校: 扬州大学
专 业: 动力工程
关键词: 硬件在环 实时仿真技术 永磁同步电机 RT-LAB 磁场定向控制 自动代码生成
分类号: TM341
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 51次
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内容摘要


硬件在环仿真技术是近年来兴起的一种新颖的实时仿真技术,具有置信度高、方便方案验证与设计、缩短开发周期、减小开发成本等优点。本文将当前在工业中大量运用的永磁同步电机(PMSM)作为控制对象,搭建了一种基于RT-LAB的永磁同步电机硬件在环实时仿真平台。本文首先分析了国内外硬件在环实时仿真技术现状及永磁同步电机控制技术的发展历程,详细论述了PMSM磁场定向控制原理。按照基于RT-LAB的硬件在环仿真技术的软件开发流程搭建了针对PMSM、逆变器及相关调理电路的模型。采用基于模型的设计方法在数字信号处理器(DSP)中实现磁场定向控制算法。最后,给出了系统集成及测试与实验结果。实验过程及实验结果都证明了该系统的优异性能,将自动代码生成的DSP控制程序作用于仿真机,PMSM获得优良的稳暂态性能。并且在程序调试过程中,充分发挥了RT-LAB系统的多种功能,实时观察控制性能、实时调节系统参数,大大提高了研究工作的效率。同时为后续研究人员建立了一个开发新颖永磁同步电机控制算法进行验证的实验平台。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 永磁同步电机控制研究现状  8-11
    1.1.1 实时仿真技术  9-10
    1.1.2 永磁同步电机控制研究发展趋势  10-11
  1.2 本课题研究任务  11-12
    1.2.1 课题研究目标  11
    1.2.2 课题研究内容  11-12
第二章 永磁同步电机及其矢量控制  12-28
  2.1 永磁同步电机的数学模型  12-14
    2.1.1 电压方程  12-13
    2.1.2 转矩方程  13-14
  2.2 永磁同步电机磁场定向矢量控制原理  14-19
    2.2.1 永磁同步电机磁场定向矢量控制原理简介  14
    2.2.2 正弦波永磁同步电机的磁场定向矢量控制方法  14-19
  2.3 空间矢量基本原理及实现  19-28
第三章 基于RT-LAB硬件在环仿真软件设计  28-39
  3.1 RT-LAB仿真目标机OP5600简介  28-29
  3.2 RT-LAB软件特点  29-30
  3.3 RT-LAB软件开发流程  30-33
  3.4 基于RT-LAB的PMSM本体与三相逆变器模型的建立  33-39
    3.4.1 SM_drive中主要模块设计  34-36
    3.4.2 SC_console设计  36-39
第四章 控制算法DSP代码的实现  39-47
  4.1 控制器及其软件环境  39-40
    4.1.1 控制器硬件  39-40
    4.1.2 TI DSP集成开发环境CCS3.3  40
  4.2 基于RTW和EC的自动代码生成技术  40-42
  4.3 PMSM磁场定向矢量控制算法的实现  42-47
    4.3.1 FOC算法模块  43-44
    4.3.2 速度控制模块  44-45
    4.3.3 Monitor模块  45
    4.3.4 Target preferences模块  45
    4.3.5 电机极对数设置模块  45-47
第五章 系统集成  47-51
  5.1 系统概貌  47-48
  5.2 系统软硬件集成  48-51
第六章 系统测试与实验结果  51-63
  6.1 系统功能测试  51-54
    6.1.2 控制功能测试  51
    6.1.3 设置功能测试  51-52
    6.1.4 监视功能测试  52-53
    6.1.5 数据处理功能测试  53-54
  6.2 性能指标测试  54-57
  6.3 电机暂态响应  57-61
    6.3.1 恒转矩运行  57-59
    6.3.2 恒转速运行  59-61
  6.4 总结和工作展望  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
发表论文和科研情况说明  67-68

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 同步电机
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