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1、基于 DSP的電動車用 PMSM的 控制方法 學生：陳珍敬 指導教師：王立欣 1.1 課題的來源 本課題是 863重大專項紅旗混合動力轎車 電機及其控制系統(tǒng)中的一個子部分。 主要完成的任務： 1成功研制逆變橋驅動及控制的多路 RCC開關電源； 2成功實現(xiàn)對永磁同步電機的開環(huán)、速 度閉環(huán)和雙閉環(huán)的控制。 所有的工作都是實物調試，不做仿真！ 1.2 電機控制的目標 在給定電壓和負載的條件下，使電機快 速平穩(wěn)的啟動，并使運行電流達到最小。 2. 控制電機的基本思路 電機是電磁耦合裝置，對電機的控 制本質上是對電機磁場的控制。由于磁 場和電流直接相關，因此對磁場的控制 可以等效成對電流的控制。同時，通

2、過 對電壓的控制可以間接控制電流。 電壓電流磁場電機 矢量控制理論 交流電機的數(shù)學模型是一個高階、非線 性、強耦合的多變量系統(tǒng)。然而，在理 論上，經(jīng)過坐標變換等數(shù)學上的處理， 可以對模型進行解耦?？梢宰C明，在磁 場定向坐標上，將電流矢量分解成產(chǎn)生 磁通的勵磁電流分量和轉矩電流分量， 由于彼此垂直，不存在耦合，進而可以 分別調節(jié)，從而可以像控制直流電機那 樣來控制同步電機。 矢量控制理論（續(xù)） 在使轉子磁場保持恒定不變的前提下， 電機的電磁轉矩只和轉矩電流分量相關， 控制好轉矩電流分量就可以直接控制好 電機。 4.1.2 控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) D S P 控 制 器 逆 變 器 P M S M電

3、 源 給 定 負 載 位 置 與 速 度 、 電 流 傳 感 器 系統(tǒng)整體框圖 矢量控制原理圖 3 - p h a s e i n v e r t e r 位 置 與 速 度 傳 感 器 P I P I P I d , q d , q a , b , c S V P W M S P S M M o t e r V D C q d 永磁同步電動機的速度 FOC控制過程 首先，根據(jù)檢測到的電動機轉速和輸入的參考 轉速，依據(jù)轉速和轉矩的關系，通過速度 PI控制器 計算得到定子電流的參考輸入。定子相電流 ia和 ib 通過相電流檢測電路提取出來，然后用 Clarke變換 將它們轉換到定子兩相坐標系中，

4、再使用 Park變換 將它們轉換到 d-q旋轉坐標系中。 d-q坐標系中的電 流信號再與它們的參考輸入 isdref和 isqref相比較， 其中 isdref 0，通過 PI控制器獲得理想的控制量。 控制信號再通過 Park逆變換，送到 SVPWM逆變器 中，從而得到控制定子三相對稱繞組的實際電流。 外環(huán)速度環(huán)產(chǎn)生了定子電流的參考值，內(nèi)環(huán)電流環(huán) 得到實際控制信號，從而構成一個完整的速度 FOC 雙閉環(huán)系統(tǒng)。 雙閉環(huán)下的轉速啟動和 穩(wěn)態(tài)電流曲線 單轉速環(huán)下的轉速啟動和 穩(wěn)態(tài)電流曲線 變頻器運行方式下的轉速啟動和 穩(wěn)態(tài)電流曲線 RCC電源原理圖 1 0 0 0 / 5 0 0 . 1 2 2 0

5、 / 2 5 7 8 1 5 1 0 0 0 / 5 0 0 . 1 2 2 0 / 2 5 7 8 1 5 1 0 0 0 / 5 0 0 . 1 2 2 0 / 2 5 7 8 0 5 1 0 0 0 / 5 0 0 . 1 2 2 0 / 2 5 7 8 0 5 2 2 0 / 5 0 2 k 0 . 1 2 2 0 / 5 0 2 k 0 . 1 2 2 0 / 5 0 2 k 0 . 1 2 2 0 / 5 0 2 k 0 . 1 D 1 0 1 4 0 0 7 C 1 0 1 0 . 1 / 6 3 0 R 1 0 2 1 2 0 k / 1 W R 1 0 1 2 0 0 k / 1 W R 1 0 3 2 0 0 k / 1 W C 1 0 0 2 2 0 u / 4 5 0 V C 3 1 5 0 C 1 0 2 0 . 1 / 2 5 0 R 1 0 5 5 1 / 1 W 5 8 1 9 D Z 1 0 1 5 . 1 V / 1 W C 1 0 3 2 2 0 / 2 5 R 1 0 4 3 6 0 / 1 W 致謝 在此特別感謝王立欣老師，感謝他能夠 讓我參與這樣一個有挑戰(zhàn)性也很有趣的 課題，并為我提供畢業(yè)設計所需的一切 實驗設備和實驗條件。 在課題的調試階段得到朱宏偉博士的幫 助和指導，在此表示誠摯的謝意！