基于DSP的TFLSRM控制系統(tǒng)研制.pdf

1、隨著城市經(jīng)濟(jì)、文化活動(dòng)的日益發(fā)展，流動(dòng)人口及道路車(chē)輛的不斷增加，城市交通量與運(yùn)載能力矛盾的日益突出，由此帶來(lái)一系列問(wèn)題。發(fā)展城市軌道交通是解決我國(guó)大城市交通堵塞的主要途徑。直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有直接產(chǎn)生推力、不受粘著限制等優(yōu)點(diǎn)，因此它在城市軌道交通中的應(yīng)用已經(jīng)引起眾多國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家的重視。 在軌道交通直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，直線(xiàn)感應(yīng)電機(jī)(LIM)和直線(xiàn)同步電機(jī)(LSM)及其相關(guān)技術(shù)相對(duì)較為成熟，且它們已在部分地區(qū)得到應(yīng)用。而直線(xiàn)開(kāi)關(guān)磁阻電

2、機(jī)(LSRM)作為新型的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大轉(zhuǎn)矩等特點(diǎn)也引起了一些國(guó)內(nèi)外人士的注意。橫向磁場(chǎng)電機(jī)的主磁路與電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向垂直，實(shí)現(xiàn)了磁路與電路結(jié)構(gòu)上的解耦，可以通過(guò)電機(jī)極數(shù)和相數(shù)的增加提高輸出轉(zhuǎn)矩，具有較高的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度，在驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域有著較好的發(fā)展前景。本課題選擇了LSRM中的一種橫向磁場(chǎng)直線(xiàn)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(TFLSRM)及其控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)研究。 TFLSRM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一種新型的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，它綜合了直線(xiàn)電機(jī)、橫向磁場(chǎng)

3、電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的特點(diǎn)。系統(tǒng)主要由TFLSRM、功率變換器、控制器、位置檢測(cè)器等組成。 本文以TFLSRM及其控制系統(tǒng)的工作原理，控制理論和方法，系統(tǒng)的模型仿真，系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)的軟硬件實(shí)現(xiàn)為主題展開(kāi)研究。介紹了TFLSRM的基本結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀，然后從TFLSRM的基本電磁規(guī)律出發(fā)，全面分析了TFLSRM的運(yùn)行原理、調(diào)速特性和控制方法，建立了其模型。在理想線(xiàn)性化的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上用matlab軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。 設(shè)

4、計(jì)了TFLSRM系統(tǒng)所采用的功率變換主電路，對(duì)電路的結(jié)構(gòu)和有關(guān)參數(shù)進(jìn)行了選擇、設(shè)計(jì)和計(jì)算；設(shè)計(jì)了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)電路與控制器用開(kāi)關(guān)電源。對(duì)控制器的硬件電路進(jìn)行了綜合設(shè)計(jì)，研制了以TI公司的DSP產(chǎn)品TMS320LF2407為核心的控制器。 設(shè)計(jì)了位置閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)，它能夠自動(dòng)控制電機(jī)循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的四象限運(yùn)行。然后考慮到以后樣機(jī)的延展和不同的實(shí)際應(yīng)用，簡(jiǎn)單介紹了電流一速度雙環(huán)PI數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)試