基于MATLAB-DSP在無傳感器矢量控制中的應(yīng)用

4. 系統(tǒng)調(diào)試

實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件結(jié)構(gòu)如圖 4所示，變頻器系統(tǒng)用 DSP作為運(yùn)算控制單元，用 IPM模塊作為功率電路交換單元，用霍爾電流傳感器檢測(cè)電機(jī)三相電的兩相電流。DSP控制器在對(duì)檢測(cè)到的電流信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算處理之后，將 PI控制算法產(chǎn)生的三對(duì) SVPWM脈沖信號(hào)，作用于 IPM來驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)，通過改變輸出脈沖信號(hào)的頻率來實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。

電機(jī)參數(shù)為： Rs=10Ω；Rr=5.6Ω；Ls =0.3119H；Lr=0.3119H；Lm = 0.297H；P = 4；J=0.001 kg.m2

通過 DSP與 CCS的連接，可在 Matlab環(huán)境下對(duì)目標(biāo) DSP的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，再利用 Matlab強(qiáng)大的分析和可視化工具對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的編譯、鏈接、加載、運(yùn)行，設(shè)置斷點(diǎn)和探點(diǎn)，最后將滿意的調(diào)試結(jié)果生成的目標(biāo)代碼直接加載到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。轉(zhuǎn)速輸入設(shè)定為一階躍函數(shù)，電機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行，獲得的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線如下圖所示。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

Figure5 Experimental results由圖 5可見， d-q軸電壓電流及磁通角響應(yīng)曲線平穩(wěn)，在動(dòng)態(tài)過程中，在 Matlab環(huán)境下的電機(jī)轉(zhuǎn)矩和實(shí)際 DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下的轉(zhuǎn)矩曲線基本一致，系統(tǒng)響應(yīng)快，且超調(diào)量小，只需 0.6S即可達(dá)到穩(wěn)定。轉(zhuǎn)速的階躍響應(yīng)如圖 5（d）所示，系統(tǒng)在電機(jī)起動(dòng)時(shí)有一定的波動(dòng)，但是在 PI自適應(yīng)控制器的作用下，只需 0.5S系統(tǒng)就可以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，證明速度觀測(cè)器下的轉(zhuǎn)速能夠較好地跟蹤實(shí)際速度變化，在穩(wěn)態(tài)時(shí)實(shí)際速度等于仿真速度值。

6.結(jié)論

本文提出的 Matlab下的 DSP集成設(shè)計(jì)方法確實(shí)可行，實(shí)驗(yàn)證明：在此環(huán)境下可以完成對(duì) DSP目標(biāo)板的操作，包括訪問 DSP存儲(chǔ)器和寄存器等，又可利用 Matlab的強(qiáng)大工具對(duì) DSP存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和可視化處理，因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試工作量小，易于實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，具有一定自適應(yīng)能力的 PI速度估算方法能夠?qū)﹄姍C(jī)轉(zhuǎn)速做出準(zhǔn)確的估計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了此系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的正確性和可行性。