运动控制系统实验指导书VIP专享VIP免费

1 实验一 异步电机矢量变换控制原理实验 一、实验目的： 1. 了解异步电机转子磁场定向控制的原理结构框图及硬件构成 2. 了解异步电机转子磁场位置检测电流模型法 3. 了解异步电动机转子磁场定向控制原理中实现矢量变换的方法及意义 二、实验设备 序号 名 称 备 注 1 运动控制实验箱 天煌教仪 2 三相 220V 异步电动机 附 1024 增量式编码器 3 PC 机 安装运动控制软件平台 4 存储示波器 选用 三、实验线路及原理 1. 运动控制系统的硬件配置 图 1－1 运动控制系统硬件构成 2 图1－1 为本系统的硬件配置框图。THKDSP－1 为运动控制实验箱，箱内装有DSP 主控板（B1），功率驱动板（B2）及控制电源和功率模块板（B3）。 图1－2 为DSP 主控板的组成框图。它包括DSP 芯片；RAM 芯片IC1、IC2；E2PROM 存储器芯片IC3；用于 RS232 串行通信的接口芯片IC4 以及MC－BUS I/O 连接器 J1、J2。 图1－2 DSP 主控板组成框图 图1－3 为功率驱动板框图。它包括电动机两相电流 Ia，Ib（Iu、Iv）检测；直流母线电压 Vdc 检测电路；保护电路；PWM 信号驱动电路。 图1－3 功率驱动板电路结构框图 电源功率模块板包括﹢5V，±15V, +15V 三组电源和由六个 IGBT 构成的逆变电路。 3 2. 异步电动机转子磁场定向控制的原理 图1－4 转子磁场定向控制原理框图 电机的相电流ia，ib 检测之后，经过3/2 变换（Park 变换）和旋转变换后得到旋转变换坐标上的二个分量isd，isq,这两个分量分别与磁通参考值isdref 和转矩参考值isqref 比较之后送入电流和磁通调节器PI。电流调节器的输出即为在旋转坐标上的电压分量参考值Udref 和Uqref；此二分量经旋转逆变换和3/2变换（Park 变换）之后得到定子三相电压的参考值Uaref，Ubref，Ucref。根据Uaref，Ubref，Ucref 产生三相逆变器的PWM 驱动信号。转子磁通的位置角θ 则由电机的模型和电机速度反馈信号计算而得。 四、实验内容 1．熟悉运动控制的系统硬件构成 2．异步电机转子磁场定向控制（FOC）得输入信号测量，ia、ib 和转子磁场位置角计算 3．电流信号的3/2 变换（Park 变换）及旋转变换 4 4．isd，isq 波形观察，并与 isdref，isqref 作比较 五、预习要求 1．仔细阅读 FOC 控制原理的有关章节 2．3/2 变换（Park 变换）与旋转变换的计算公式 3．画出异步电机的电流模型框图及有关 θ 计算公式 4．画出电压、电流和转子磁...