MATLAB基于DSP的交流电机直接转矩系统设计(2)
5.1.2 事件管理器 29
5.1.3 串行通讯接口SCI 31
5.1.4 串行外设接口SPI 31
5.1.5 模数转换模块ADC 31
5.2 系统硬件组成 32
5.2.1 系统主电路 32
5.2.2 系统控制电路 33
5.3 系统软件设计 33
5.3.1 集成开发环境CCS简介 35
5.3.2 直接转矩控制系统开发流程 35
5.4 系统实验结果分析 42
6 结论与展望 46
致 谢 47
参考文献 48
附 录 49
1绪论
1.1 交流电机调速技术发展概况
长期以来，在调速传动领域大多采用直流调速系统，直流调速系统采用转速负反馈，电流负反馈和前馈的控制手段可以获得高精度，快响应，宽范围的转速和转矩调节效果，其在高性能电力拖动领域得到广泛应用。但是直流调速系统本身结构复杂，由于换向器与电刷的存在，使得文护成本大大增加。
与直流电机相比，交流电机结构简单，无须换向器与电刷，其坚固耐用，运行效率高，文护成本小，动态响应快，易做到高电压，大容量，高速化。但是异步电机具有非线性，强耦合，多变量等特点，要获得高动态的调速性能，研究高性能的调速方案十分困难。
50年代中期，随着晶闸管的研制成功，交流电机调速得到了飞速发展，但调速系统主回路采用SCR时，输出的电压电流波形谐波较大，造成电机转矩脉动大，运行性能不佳，只用于机，泵类等调速要求不高的场合，因此其调速性能还不能与直流电机媲美。随后发展起来的转差频率速度闭环控制系统解决了异步电机平滑调速的问题，同时也具备了直流电机双闭环调速的优点，具有较高的应用价值，但是，当对调速系统的动静态性能提出更高的要求时，该种控制方法与直流电机调速相比仍然略逊一筹。
70年代以后，随着现代电机控制理论的应用，大规模集成电路以及计算机控制技术的发展，交流电机调速有了飞速发展。
首先，从电机控制策略上而言，1971年，德国学者F.Blascheke提出了交流电机的磁场定向矢量控制理论，标志着交流调速理论有了重大突破。所谓矢量控制，就是把交流电机模拟成直流电机来进行控制，通过坐标变换来实现定子电流励磁分量与转矩分量的解耦，然后分别对其进行调节，从而获得高性能的转速和转矩响应。1985年德国鲁尔大学的Depenbrock教授提出一种新型的交流调速理论—直接转矩控制理论。此种控制方法结构简单，在很大程度上克服了矢量变换中由于坐标变换引起的计算量大，控制结构复杂，系统性能受电机参数影响较大的缺点，系统的动静态性能都十分优越，成为一种很有发展前途的交流调速方案。
其次，从功率器件的发展上而言，70年代以后陆续出现了GTR,GTO,IGBT,POWER MOSFET,MCT等全控型功率器件，特别是IGBT与MOSFET的出现与应用，大大简化了逆变器的结构与控制。80年代以后，大功率的半导体器件又迈向智能化，由高速的IGBT，优化的栅极驱动及保护电路构成的智能功率模块（IPM）简化了系统设计，提高了系统的可靠性。
再次，就计算机控制技术而言，微处理器技术的发展使新型的控制策略更易实用化，面向电机数字化控制的高速数字处理芯片DSP使电机控制更容易实现数字化控制，德州仪器的TMS320C24X系列与TMS320C28X系列DSP芯片便是电机数字信号处理芯片的典型代表。此外，诸如MATLAB等功能强大的仿真软件，为电机控制开发提供了强有力的工具，控制理论方面的一些新方法，新理论都可以先通过MATLAB进行仿真验证，并加以修改。