基于dSPACE的異步電動(dòng)機(jī)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(jī)的微處理器在運(yùn)算速度、功能、性價(jià)比等方面的迅速發(fā)展，對(duì)于交流電機(jī)控制算法的性能要求也是越來(lái)越高。這時(shí)，控制算法研發(fā)工程師需要一個(gè)既便捷又迅速的系統(tǒng)平臺(tái)，來(lái)驗(yàn)證控制算法的正確性和有效性。
　　本文采用dSPACE半實(shí)物仿真系統(tǒng)作為算法研發(fā)的核心平臺(tái)，能有效加快新型控制策略的研發(fā)過(guò)程。本文對(duì)dSPACE的硬件系統(tǒng)資源和軟件系統(tǒng)工作原理進(jìn)行了詳細(xì)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(jì)了異步電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所需要的硬件驅(qū)動(dòng)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(xì)分析了每個(gè)電路的設(shè)計(jì)原理及器件參數(shù)的選取問(wèn)題。
　　然后，在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了異步電動(dòng)機(jī)的矢量控制算法，進(jìn)而對(duì)異步電動(dòng)機(jī)矢量控制進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。介紹了三相原始坐標(biāo)系下異步電動(dòng)機(jī)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(duì)其進(jìn)行離線仿真。仿真結(jié)果表明，控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能良好。
　　再次，將矢量控制仿真模型改造為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上用到的實(shí)時(shí)仿真模型，然后將矢量控制實(shí)時(shí)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(shí)驗(yàn)，并分別在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了空載/帶載下的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)。
　　經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，異步電動(dòng)機(jī)矢量控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果與離線仿真結(jié)果相吻合，從而進(jìn)一步證明，在d

4、SPACE半實(shí)物仿真平臺(tái)上能夠很好的驗(yàn)證控制算法的合理性。此外，在整個(gè)系統(tǒng)研發(fā)的過(guò)程中，dSPACE半實(shí)物仿真平臺(tái)能夠大大縮短研發(fā)時(shí)間，在很大程度上能減小項(xiàng)目的開(kāi)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(dòng)機(jī)的PCHD模型，采用能量成形的控制方法，推導(dǎo)出異步電動(dòng)機(jī)在負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定已知和負(fù)載轉(zhuǎn)矩未知時(shí)的位置控制器，并利用Matlab/Simulink仿真環(huán)境，對(duì)位置控制進(jìn)行仿真研究。研究結(jié)果證明，