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文档简介

精品文档-下载后可编辑FPGA在交流异步电机无速度传感器矢量控制系统的应用-设计应用

随着现代控制理论、微处理技术和电力电子技术的不断发展，基于矢量控制的高性能交流传动系统得到广泛的应用。异步电机是一个多变量、强耦合、非线性的时变参数系统，若以转子磁通这一旋转的空间矢量为参考坐标，再利用坐标变换，就可以把定子电流中的励磁分量和转矩分量独立开来分别进行控制。这就是矢量控制的出发点。SVPWM调制技术把逆变器和电机看成一个整体来处理，所得模型简单，便于处理器实时控制，并具有转矩脉动小、噪声低、电压利用率高等优点。

产业背景

作为执行器的控制电机--直流电机、步进电机、交流电机（包括PMSM、IM）等。

各种电机的控制芯片：

PMSM:效率高、控制性能好、成本高、弱磁提速困难

IM:结构紧凑、价格低、易维护、控制复杂

交流电机（PMSM、IM）--DSP、ASIC

交流电机控制的ASIC工程实例

国际整流器公司（InternationalRectifier）2022.11.16推出的面向洗衣机的永磁同步电机（PMSM）无传感器控制平台--IRMCF341.

2、我们的工作

FPGA（Field-ProgrammableGateArray），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA一般来说比ASIC（专用集成芯片）的速度要慢，无法完成复杂的设计，而且消耗更多的电能。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。

设计基于FPGA的感应电机（IM）的无传感器控制平台。

控制平台的系统框图

Virtex-IIPro的内部架构

运动控制引擎内部结构

3路PWM硬件联合仿真波形

第1路PWM波实测波形

基于NI产品的测试平台

设计了基于NIUSB-6251与LabVIEW的测试系统，监测电机的运行过程中各种参数指标。

LabVIEW测试系统界面

3、团队成员介绍

王旭：西安工程大学机电工程学院研究生。主要研究方向为机电控制。

王飞：西安交通大学智能网络与网络安全研究所研究生。主要的研究方向是基于SOPC平台的网络安全系统。

戴宝林：西安工

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