基于dSPACE的異步電動機新型控制策略研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)在專門用于控制電機的微處理器在運算速度、功能、性價比等方面的迅速發(fā)展，對于交流電機控制算法的性能要求也是越來越高。這時，控制算法研發(fā)工程師需要一個既便捷又迅速的系統(tǒng)平臺，來驗證控制算法的正確性和有效性。
　　本文采用dSPACE半實物仿真系統(tǒng)作為算法研發(fā)的核心平臺，能有效加快新型控制策略的研發(fā)過程。本文對dSPACE的硬件系統(tǒng)資源和軟件系統(tǒng)工作原理進行了詳細的介紹，還著重介紹了利用dSPACE研究新算法的研發(fā)流程。
　

2、　首先，本文設(shè)計了異步電動機實驗平臺所需要的硬件驅(qū)動電路，其中包括整流濾波電路、三相逆變電路、故障輸出電路、光電隔離電路、數(shù)據(jù)采集電路等，并詳細分析了每個電路的設(shè)計原理及器件參數(shù)的選取問題。
　　然后，在轉(zhuǎn)子磁場定向原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了異步電動機的矢量控制算法，進而對異步電動機矢量控制進行了仿真實驗。介紹了三相原始坐標(biāo)系下異步電動機的數(shù)學(xué)模型，并在Matlab/Simulink仿真環(huán)境里搭建了基于電流內(nèi)環(huán)、轉(zhuǎn)速外環(huán)的雙閉環(huán)矢量控制

3、系統(tǒng)仿真模型，并對其進行離線仿真。仿真結(jié)果表明，控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能良好。
　　再次，將矢量控制仿真模型改造為實驗平臺上用到的實時仿真模型，然后將矢量控制實時仿真模型下載到dSPACE中，借助ControlDesk綜合調(diào)試軟件，創(chuàng)建了矢量控制系統(tǒng)的監(jiān)控界面，用于在線調(diào)試矢量控制實驗，并分別在實驗平臺上進行了空載/帶載下的電動機啟動實驗。
　　經(jīng)實驗驗證，異步電動機矢量控制實驗結(jié)果與離線仿真結(jié)果相吻合，從而進一步證明，在d

4、SPACE半實物仿真平臺上能夠很好的驗證控制算法的合理性。此外，在整個系統(tǒng)研發(fā)的過程中，dSPACE半實物仿真平臺能夠大大縮短研發(fā)時間，在很大程度上能減小項目的開支。
　　最后，基于端口受控哈密頓（PCH）系統(tǒng)理論，在dq坐標(biāo)系下建立了異步電動機的PCHD模型，采用能量成形的控制方法，推導(dǎo)出異步電動機在負載轉(zhuǎn)矩恒定已知和負載轉(zhuǎn)矩未知時的位置控制器，并利用Matlab/Simulink仿真環(huán)境，對位置控制進行仿真研究。研究結(jié)果證明，