發(fā)布時(shí)間：2018-01-12 02:15

  本文關(guān)鍵詞：基于ARM Cortex-M4的PMSM驅(qū)動(dòng)器研制　出處：《杭州電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 電視抓斗 PMSM驅(qū)動(dòng)器 混合傳輸 矢量控制 ARM Cortex-M4

【摘要】：海洋資源開發(fā)是緩解人類資源緊缺問(wèn)題的有效途徑,而海洋探測(cè)是一切開發(fā)活動(dòng)的前提。在海洋科考活動(dòng)中,各種深海探測(cè)設(shè)備不可或缺,作為多數(shù)設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部分—電機(jī)控制系統(tǒng),其穩(wěn)定性和實(shí)用性一直是人們不斷努力的目標(biāo)。本文針對(duì)深海電視抓斗的動(dòng)力部分進(jìn)行了改進(jìn),主要內(nèi)容是將無(wú)刷直流電機(jī)(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)替換為永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM),利用ARM Cortex-M4微處理器的優(yōu)越性能和先進(jìn)的矢量控制策略設(shè)計(jì)了一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,大大減小了電機(jī)對(duì)能源與圖像信息混合模塊的電流紋波影響,同時(shí)解決了電視抓斗工作時(shí)的機(jī)械抖動(dòng)問(wèn)題。具體研究工作如下:(1)分析了永磁同步電機(jī)在深海電視抓斗中的應(yīng)用背景及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,結(jié)合課題需求與電機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),確定相應(yīng)的PMSM參數(shù)、控制硬件及其控制策略。(2)分析了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和空間矢量控制原理,通過(guò)矢量坐標(biāo)變換,在d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中建立了PMSM的數(shù)學(xué)模型,并且利用該模型,確定了合適的表面式PMSM的電流控制策略。(3)提出了永磁同步電機(jī)基于電流反饋和無(wú)傳感器速度反饋的磁場(chǎng)定向控制(Field Oriented Control,FOC)策略,并且介紹了PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)及其在閉環(huán)控制中的作用。分析了空間矢量脈寬調(diào)制(Space-Vector-Pulse-Width Modulation,SVPWM)技術(shù)的原理、推導(dǎo)及實(shí)現(xiàn)過(guò)程。同時(shí)對(duì)無(wú)傳感器FOC控制系統(tǒng)進(jìn)行了Simulink仿真,驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的可行性。(4)結(jié)合ARM Cortex-M4核微處理器與智能功率模塊,設(shè)計(jì)了一個(gè)額定功率2.3KW的永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,實(shí)現(xiàn)了電流讀取、隔離串口通信、功率驅(qū)動(dòng)和電源轉(zhuǎn)換等電路功能。(5)從用戶層、電機(jī)應(yīng)用層和電機(jī)控制層三方面設(shè)計(jì)了軟件的主程序,對(duì)重要部分的軟件實(shí)現(xiàn)流程進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。同時(shí)用C#編寫了一個(gè)上位機(jī)控制程序供電機(jī)調(diào)試使用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室模擬電視抓斗平臺(tái)的搭建與調(diào)試,表明本文設(shè)計(jì)的PMSM驅(qū)動(dòng)器能夠正常運(yùn)行,其控制精度、穩(wěn)定性和抗干擾能力基本滿足該平臺(tái)下的能源與圖像信息混合模塊傳輸要求。
[Abstract]:The development of marine resources is an effective way to alleviate the problem of human resource shortage , and ocean exploration is the precondition of all development activities . In the course of ocean science examination , various deep - sea exploration equipment is indispensable , which is the key executing part of most equipment - electric motor control system . The main contents of this paper are as follows : ( 1 ) The principle , derivation and realization process of PMSM based on current feedback and sensorless speed feedback are analyzed . ( 4 ) Combining the ARM Cortex - M4 core microprocessor and the intelligent power module , a permanent magnet synchronous motor driver with a rated power of 2.3 KW is designed . The main program of software is designed from three aspects of user layer , motor application layer and motor control layer .

【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P715

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本文編號(hào)：1412243