基于DSP的TFLSRM控制系統(tǒng)研制.pdf

1、隨著城市經(jīng)濟(jì)、文化活動的日益發(fā)展，流動人口及道路車輛的不斷增加，城市交通量與運(yùn)載能力矛盾的日益突出，由此帶來一系列問題。發(fā)展城市軌道交通是解決我國大城市交通堵塞的主要途徑。直線電機(jī)驅(qū)動系統(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)引起眾多國內(nèi)外專家的重視。 在軌道交通直線電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中，直線感應(yīng)電機(jī)(LIM)和直線同步電機(jī)(LSM)及其相關(guān)技術(shù)相對較為成熟，且它們已在部分地區(qū)得到應(yīng)用。而直線開關(guān)磁阻電

2、機(jī)(LSRM)作為新型的驅(qū)動系統(tǒng)它具有結(jié)構(gòu)簡單，大轉(zhuǎn)矩等特點(diǎn)也引起了一些國內(nèi)外人士的注意。橫向磁場電機(jī)的主磁路與電機(jī)運(yùn)動方向垂直，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中的一種橫向磁場直線開關(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)動系統(tǒng)是一種新型的驅(qū)動控制系統(tǒng)，它綜合了直線電機(jī)、橫向磁場

3、電機(jī)和開關(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)平臺的軟硬件實(shí)現(xiàn)為主題展開研究。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。在理想線性化的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上用matlab軟件對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。 設(shè)

4、計了TFLSRM系統(tǒng)所采用的功率變換主電路，對電路的結(jié)構(gòu)和有關(guān)參數(shù)進(jìn)行了選擇、設(shè)計和計算；設(shè)計了相應(yīng)的驅(qū)動電路。設(shè)計了驅(qū)動電路與控制器用開關(guān)電源。對控制器的硬件電路進(jìn)行了綜合設(shè)計，研制了以TI公司的DSP產(chǎn)品TMS320LF2407為核心的控制器。 設(shè)計了位置閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)，它能夠自動控制電機(jī)循環(huán)往復(fù)運(yùn)動，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，簡單介紹了電流一速度雙環(huán)PI數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對所設(shè)計的系統(tǒng)試