[毕业设计] 中国农业大学电动车用永磁同步电动机控制系统设计与实现 [复制链接]

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中国农业大学毕业设计 电动车用永磁同步电动机控制系统设计与实现，共54页，24233字。
摘要
随着人们节能与环保意识的不断增强，电动车的研究越来越受到关注。本文研究了电   动车用永磁同步电动机的控制系统，提出了一种基于空间电压矢量控制算法(SVPWM)采用英飞凌(Infineon)16位单片机为控制单元的全数字电机控制器解决方案。
本文首先分析了电动车对于电动机控制系统的要求，并比较了直流电机、交流感应电机、永磁同步电机及开关磁阻电机各种控制系统的特点。分析了采用永磁同步电机控制系统的优势。本文根据矢量控制原理建立了永磁同步电动机的数学模型，并对整个控制系统进行仿真建模。建立了电流-转速双闭环的永磁同步电动机控制系统仿真模型，通过系统仿真观察系统响应，为实际系统参数选择提供参考。
本系统采用基于DSP内核的Infineon16位单片机评估板为控制单元，利用其优越的运算处理能力与集成的外围硬件组成了永磁同步电机的全数字控制系统。编写基于矢量控制算法的程序并选用一台400W的永磁同步电动机做为控制目标进行软硬件联调。最后结果显示控制系统能较好的满足要求实现宽范围的变频调速。
关键词：永磁同步电动机，PMSM，电压空间矢量控制，SVPWM， XC164

目录
第一章  绪论    1
1.1  电动汽车的发展及其对电机驱动系统的要求    1
1.2  电机及驱动控制系统发展历程    1
1.3  永磁同步电动机的优势    2
1.4  永磁同步电动机控制系统的研究现状和发展方向    3
1.5  课题研究内容及意义    4
第二章 永磁同步电动机数学模型及控制原理    6
2.1  永磁同步电动机结构    6
2.2  永磁同步电动机数学模型的建立    6
2.3  同步电动机变频调速    8
2.3.1  同步电动机调速的基本概念    8
2.3.2  同步电动机变频调速原理    8
2.3.3  自控式电动机变频调速原理    8
2.4  矢量控制原理    8
2.4.1  矢量控制中用到得坐标系    9
2.4.2  矢量在坐标系之间的变换    10
2.5  空间矢量脉宽调制    11
2.5.1  正弦脉宽调制(SPWM)    11
2.5.2  空间矢量脉宽调制(SVPWM)    12
2.5.3  扇区的确定    12
2.5.4  非零矢量作用时间    14
2.6 空间矢量脉宽调制特点    15
第三章 永磁同步电动机控制系统仿真    17
3.1 永磁同步电动机仿真模型的建立    17
3.1.1  永磁同步电动机仿真模型的建立    17
3.1.2  坐标变换模块    18
3.1.3  矢量控制及逆变模块    19
3.2  控制系统仿真分析    21
第四章  控制系统的设计与实现    24
4.1  系统的硬件实现    25
4.1.1  驱动电路设计    26
4.1.2  控制器选择    28
4.1.3  定子电流检测    30
4.1.4  位置检测与速度计算    31
4.1.5  系统调试硬件环境    32
4.2 系统的软件实现    33
4.2.1  系统初始化    33
4.2.2  基于转子磁场定向控制模块    33
4.2.3  A/D转换模块    36
4.2.4  快速外部中断模块    37
4.2.5 比较/捕获中断模块    37
4.2.6  读取编码盘计数值模块    38
4.2.7  SVPWM波形发生模块    39
4.3 系统抗干扰问题    41
4.3.1 硬件抗干扰    41
4.3.2  软件抗干扰    42
第五章  结论    43
5.1 课题研究的意义与完成的工作    43
5.2 建议    44
参考文献    45
致谢    47
作者简介    48

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