基于DSP和FPGA的异步电机矢量控制系统的研究

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3.0 朱铭铭 2024-09-20 5 4 815.16KB 10 页 150积分

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基于 DSP 和 FPGA 的异步电机矢量控制系统的研究

摘要：分析了脉宽调制和矢量控制的原理与实现方法，从而建立了异步电动机的数学模型。对于矢量控制，分析了矢量控

制的基本原理和控制算法，推导了三相坐标系、两相静止与旋转坐标系下的电机基本方程和矢量控制基本公式。同时在进行

相应的坐标变换以后，得到了间接磁场定向型变频调速系统的矢量控制图，并结合 TMS320LF2407A DSP 完成了具体的实现

方法，根据矢量控制的基本原理，设计了一种基于 DSP 和 FPGA 的 SVPWM 冗余系统。

关键字：矢量控制；现场可编程门阵列（FPGA）；数字信号处理器（ DSP）；空间矢量脉宽调制

A Study of Vector Control System for

Asynchronous Machine based on DSP and FPGA

[Name][School]

Abstract: This paper analyzes principle and realization methods about the PWM and the vector control at first, thus sets up the

mathematical model of the asynchronous motor. For the vector control, we analyze the basic principle that the vector control and

control algorithms, deduce the fundamental equation of motor and the basic formula with vector control under three-phase coordinate

systems, two static and revolution coordinate systems. At the same time, the chart of indirect magnetic field oriented frequency

conversion transfer speed system for vector control is also obtained by the corresponding coordinate transformation. Combining with

TMS320LF2407A DSP, we finish the concrete implementation method and design a kind of SVPWM redundant system based on

DSP and FPGA according to the basic principle of the vector control finally.

Key Words: Vector control；Field Programmable Gate Array (FPGA)；Digital signal processors (DSP)；Space Vector Pulse Width

Modulation (SVPWM)

0 引言

矢量控制作为一种先进的控制策略，它是以交流电动机的双轴理论为依据，将定子电流矢量分解为

按转子磁场定向的两个直流分量：一个分量与转子磁链矢量重合，称为励磁电流分量；另一个分量与转

子磁链矢量垂直，称为转矩电流分量。通过控制定子电流矢量在旋转坐标系的位置及大小，即可控制励磁

电流分量和转矩电流分量的大小，实现像直流电动机那样对磁场和转矩的解祸控制。本文研究的是以

TMS320LF2407A DSP 和 FPGA 为控制核心的矢量控制变频调速系统。

1 异步电机转子磁通定向时基本方程式

当选取转子磁通矢量作为同步速旋转两相坐标系的轴空间定向坐标时, 即轴系已沿转子磁

场定向, 此时异步电机的基本方程式如下[1,2]：

电压方程为：

（1）

式中: , 分别为定子轴的电压和电流； , 分别为定子轴的电压和电流；，分别为

转子轴和轴的电流；，分别为坐标系上定子绕组的电阻和自感； , 分别为坐

标系上转子绕组的电阻和自感；为坐标系上定转子绕组间的互感；为算子；

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摘要：

基于DSP和FPGA的异步电机矢量控制系统的研究摘要：分析了脉宽调制和矢量控制的原理与实现方法，从而建立了异步电动机的数学模型。对于矢量控制，分析了矢量控制的基本原理和控制算法，推导了三相坐标系、两相静止与旋转坐标系下的电机基本方程和矢量控制基本公式。同时在进行相应的坐标变换以后，得到了间接磁场定向型变频调速系统的矢量控制图，并结合TMS320LF2407ADSP完成了具体的实现方法，根据矢量控制的基本原理，设计了一种基于DSP和FPGA的SVPWM冗余系统。关键字：矢量控制；现场可编程门阵列（FPGA）；数字信号处理器（DSP）；空间矢量脉宽调制AStudyofVectorControlSy...

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