Matlab与DSP混合实现无传感器矢量控制
时间：11-09
来源：互联网
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4. 系统调试
实验台硬件结构如图 4所示，变频器系统用 DSP作为运算控制单元，用 IPM模块作为功率电路交换单元，用霍尔电流传感器检测电机三相电的两相电流。DSP控制器在对检测到的电流信号进行相应的运算处理之后，将 PI控制算法产生的三对 SVPWM脉冲信号，作用于 IPM来驱动异步电机，通过改变输出脉冲信号的频率来实现异步电动机的变频调速。
电机参数为： Rs="10"Ω；Rr=5.6Ω；Ls =0.3119H；Lr=0.3119H；Lm = 0.297H；P = 4；J=0.001 kg.m2
通过 DSP与 CCS的连接，可在 Matlab环境下对目标 DSP的存储器数据进行访问，再利用 Matlab强大的分析和可视化工具对其数据进行访问，也可以实现对工程的编译、链接、加载、运行，设置断点和探点，最后将满意的调试结果生成的目标代码直接加载到实验台上。转速输入设定为一阶跃函数，电机带额定负载运行，获得的动态响应曲线如下图所示。
5 实验结果
由图 5可见， d-q轴电压电流及磁通角响应曲线平稳，在动态过程中，在 Matlab环境下的电机转矩和实际 DSP实验平台下的转矩曲线基本一致，系统响应快，且超调量小，只需 0.6S即可达到稳定。转速的阶跃响应如图 5（d）所示，系统在电机起动时有一定的波动，但是在 PI自适应控制器的作用下，只需 0.5S系统就可以达到稳定状态，证明速度观测器下的转速能够较好地跟踪实际速度变化，在稳态时实际速度等于仿真速度值。
本文提出的 Matlab下的 DSP集成设计方法确实可行，实验证明：在此环境下可以完成对 DSP目标板的操作，包括访问 DSP存储器和寄存器等，又可利用 Matlab的强大工具对 DSP存储器中的数据进行分析和可视化处理，因此系统结构简单，调试工作量小，易于实现。同时，具有一定自适应能力的 PI速度估算方法能够对电机转速做出准确的估计，实验结果验证了此系统设计方案的正确性和可行性。
实验台硬件结构如图 4所示，变频器系统用 DSP作为运算控制单元，用 IPM模块作为功率电路交换单元，用霍尔电流传感器检测电机三相电的两相电流。DSP控制器在对检测到的电流信号进行相应的运算处理之后，将 PI控制算法产生的三对 SVPWM脉冲信号，作用于 IPM来驱动异步电机，通过改变输出脉冲信号的频率来实现异步电动机的变频调速。
电机参数为： Rs="10"Ω；Rr=5.6Ω；Ls =0.3119H；Lr=0.3119H；Lm = 0.297H；P = 4；J=0.001 kg.m2
通过 DSP与 CCS的连接，可在 Matlab环境下对目标 DSP的存储器数据进行访问，再利用 Matlab强大的分析和可视化工具对其数据进行访问，也可以实现对工程的编译、链接、加载、运行，设置断点和探点，最后将满意的调试结果生成的目标代码直接加载到实验台上。转速输入设定为一阶跃函数，电机带额定负载运行，获得的动态响应曲线如下图所示。
5 实验结果
由图 5可见， d-q轴电压电流及磁通角响应曲线平稳，在动态过程中，在 Matlab环境下的电机转矩和实际 DSP实验平台下的转矩曲线基本一致，系统响应快，且超调量小，只需 0.6S即可达到稳定。转速的阶跃响应如图 5（d）所示，系统在电机起动时有一定的波动，但是在 PI自适应控制器的作用下，只需 0.5S系统就可以达到稳定状态，证明速度观测器下的转速能够较好地跟踪实际速度变化，在稳态时实际速度等于仿真速度值。
本文提出的 Matlab下的 DSP集成设计方法确实可行，实验证明：在此环境下可以完成对 DSP目标板的操作，包括访问 DSP存储器和寄存器等，又可利用 Matlab的强大工具对 DSP存储器中的数据进行分析和可视化处理，因此系统结构简单，调试工作量小，易于实现。同时，具有一定自适应能力的 PI速度估算方法能够对电机转速做出准确的估计，实验结果验证了此系统设计方案的正确性和可行性。
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