發(fā)布時間：2018-01-12 02:15

  本文關(guān)鍵詞：基于ARM Cortex-M4的PMSM驅(qū)動器研制　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題的有效途徑,而海洋探測是一切開發(fā)活動的前提。在海洋科考活動中,各種深海探測設(shè)備不可或缺,作為多數(shù)設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部分—電機控制系統(tǒng),其穩(wěn)定性和實用性一直是人們不斷努力的目標。本文針對深海電視抓斗的動力部分進行了改進,主要內(nèi)容是將無刷直流電機(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)替換為永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM),利用ARM Cortex-M4微處理器的優(yōu)越性能和先進的矢量控制策略設(shè)計了一個電機驅(qū)動器,大大減小了電機對能源與圖像信息混合模塊的電流紋波影響,同時解決了電視抓斗工作時的機械抖動問題。具體研究工作如下:(1)分析了永磁同步電機在深海電視抓斗中的應(yīng)用背景及其驅(qū)動控制技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,結(jié)合課題需求與電機行業(yè)發(fā)展趨勢,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的結(jié)構(gòu)和空間矢量控制原理,通過矢量坐標變換,在d-q旋轉(zhuǎn)坐標系中建立了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基于電流反饋和無傳感器速度反饋的磁場定向控制(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)及實現(xiàn)過程。同時對無傳感器FOC控制系統(tǒng)進行了Simulink仿真,驗證了本文設(shè)計的可行性。(4)結(jié)合ARM Cortex-M4核微處理器與智能功率模塊,設(shè)計了一個額定功率2.3KW的永磁同步電機驅(qū)動器,實現(xiàn)了電流讀取、隔離串口通信、功率驅(qū)動和電源轉(zhuǎn)換等電路功能。(5)從用戶層、電機應(yīng)用層和電機控制層三方面設(shè)計了軟件的主程序,對重要部分的軟件實現(xiàn)流程進行了詳細說明。同時用C#編寫了一個上位機控制程序供電機調(diào)試使用。經(jīng)實驗室模擬電視抓斗平臺的搭建與調(diào)試,表明本文設(shè)計的PMSM驅(qū)動器能夠正常運行,其控制精度、穩(wěn)定性和抗干擾能力基本滿足該平臺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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P715

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1 黃明星;葉云岳;范承志;;復(fù)合永磁同步電機的設(shè)計與分析[A];2006年全國直線電機學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

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3 張瑜;路尚書;李崇堅;趙曉坦;李凡;段巍;安虹;雷鳴;;三電平同步電機轉(zhuǎn)子磁場定向控制系統(tǒng)介紹[A];中國計量協(xié)會冶金分會2008年會論文集[C];2008年

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1 張永法;F2TP永磁同步電機掀起節(jié)能革命[N];中國紡織報;2007年

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6 田永新;車用永磁同步電機驅(qū)動控制系統(tǒng)研究與設(shè)計[D];天津理工大學(xué);2015年

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10 張仕聰;永磁同步電機驅(qū)動平面欠驅(qū)動2R機械臂的非線性動力特性研究[D];西南交通大學(xué);2015年

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