毕业设计答辩-基于ARM Cortex-M4的PMSM驱动器研制.ppt

,基于ARMCortex-M4的PMSM驱动器研制,LOGO,答辩人：导师：,18:40:21,目录,1、课题的背景和意义,6、总结和展望,2、系统方案设计,4、软硬件设计,3、MATLAB仿真,5、系统测试与分析,18:40:21,课题背景应用,18:40:21,课题背景意义,18:40:21,课题背景研究内容,18:40:21,系统方案控制技术,PMSM控制技术研究,18:40:21,系统方案PMSM模型,表面式,嵌入式,内置式,18:40:21,系统方案PMSM模型,（a,b,c）是复数平面上的三相静止坐标系。(,)是该平面上的两相静止坐标系。轴与a轴重合，轴与a轴垂直。定义在（a,b,c）坐标系中的空间电流矢量可通过如下运算变换到坐标系（,）中：,18:40:21,系统方案PMSM模型,定义一个以转速旋转的直角坐标系，其转角为=t在此坐标系中电流矢量是一个静止矢量，其分量id,iq也就成了非时变量（直流量）。由几何关系可得出空间矢量从（,)坐标系到（d,q)坐标系的变换关系：,18:40:21,系统方案矢量控制,18:40:21,系统方案矢量控制双闭环,18:40:21,系统方案矢量控制SVPWM调制,SVPWM（SpaceVectorPWM）技术的基本思路就是把电机和逆变器看做一体，通过控制逆变器功率器件的开关模式及导通时间，产生有效电压矢量来逼近圆形磁场轨迹的一种方法。,合成定子电压矢量为：,18:40:21,系统方案矢量控制SVPWM调制,同样可以定义合成磁链空间矢量：磁链矢量顶端的运动轨迹为磁链圆。用合成空间矢量表示的定子电压方程式为：忽略电机低速运行时定子绕组所产生的压降可得，合成电压矢量与合成磁链矢量之间的关系：可见当磁链幅值一定时，Us的大小与s的变化率成正比，其方向则与磁链矢量正交，即磁链圆的切线方向。,18:40:21,系统方案矢量控制SVPWM调制,1、Ud为母线电压，任一桥臂的上下开关状态互逆2、上桥臂开关Sa、Sb、Sc导通时“1”，关断为“0”，则有U0(000)、U7(111)两个零矢量和U1(001)、U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110)六个非零矢量,1、以状态（100）为例2、每个非零电压矢量的幅值如下：UaN=2Ud/3，UbN=-Ud/3，UcN=-Ud/3,18:40:21,系统方案矢量控制SVPWM调制,18:40:21,扇区判断,电压分量作用时间,系统方案矢量控制SVPWM调制,18:40:21,MATLAB仿真,18:40:21,MATLAB仿真,3、在PMSM模型以1450rpm的速度稳定运行时，对其逐步增加负载直至15N.m的额定转矩，观察转矩与速度响应曲线,1、首先在电机空载时，PI参数较合理的条件下，将PMSM从静止加速到最大1450rpm,2、第二步，仿真PMSM的动态加速过程,18:40:21,2019/12/6,软硬件设计电路设计,18:40:21,2019/12/6,软硬件设计电路设计,18:40:21,2019/12/6,电流采样电路,信号调理,电压采样,主控制器选型STM32F407ZGT6,STM32F407,电流电压采样、信号调理,PWM隔离,基于ARMCortex-M4内核、工作频率高达168MHz扩展极其丰富：用户接口、总线接口浮点运算、DSP指令集2个电机PWM高级定时器、10个通用定时器、高速高精度ADC,分压电阻测电压（不赘述）三电阻法测电流电流信号放大,强弱电之间进行隔离，在微控制器六路PWM输出端和IPM之间分别加上6个光耦隔离电路,软硬件设计电路设计,三、控制电路,PWM隔离电路,18:40:21,2019/12/6,软硬件设计电路设计,18:40:22,2019/12/6,软硬件设计电路设计,18:40:22,2019/12/6,软硬件设计软件设计,18:40:22,2019/12/6,软硬件设计软件设计,18:40:22,2019/12/6,软硬件设计软件设计,18:40:22,1、模拟电视抓斗的混合传输试验平台搭建2、PMSM驱动部分,系统测试与分析调试,18:40:22,系统测试与分析调试,调速性能测试,18:40:22,系统测试与分析调试,大功率运行对混合传输的影响,18:40:22,系统测试与分析结果分析,1、在01450rpm的范围内具有良好的调速性能，其静态起动性能也比较优秀，无传感器控制；马鞍形的SVPWM波，矢量控制2、驱动器达到的最大功率为2333W，十分接近目标的2400W；能源与数据混合传输系统中，电机功率占了总功率近70%时，图像传输正常3、上一套带BLDC电机的系统那样出现连接中断，图像卡顿的情况，BLDCM的反电势是方波，由于