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永磁同步电机(PMSM)具有体积小、结构简单、节能、高效、控制性能好等优点,同时随着微处理器、电力电子技术以及电机加工技术的稳步发展,永磁同步电机已广泛的应用于交流变频调速系统。因此对永磁同步电机伺服控制系统的研究具有非常重要的意义。 为了丰富电机永磁同步电机伺服控制系统的研究,本文将半实物仿真技术引入电机控制领域,借助基于模型的设计方法和半实物仿真技术,搭建永磁同步电机控制系统的半实物仿真平台,并对该平台的性能继续验证,为半实物仿真平台在电机控制系统研究中的应用提供参考。 首先,本文对基于转子磁场定向矢量控制技术的永磁同步电机伺服系统进行了研究。以TI电机控制专用的数字信号控制芯片TMS320F28335作为控制系统核心,以永磁同步电机为执行机构,设计了一套基于数字信号处理器(DSP)的全数字永磁同步电机伺服控制系统。 选择基于TMS320F28335芯片的核心板以及满足电机驱动要求的以智能功率驱动模块(IPM)为核心功率开发板。在DSP与功率驱动电路间设计接口电路,匹配电平,完成永磁同步电机硬件系统的搭建。本文在控制系统的软件开发过程中引入了基于模型的设计方法(MBD),借助MATLAB Embedded Coder工具直接由控制算法系统模型自动生成能够在DSP中实际运行的目标代码。控制系统软硬件设计完成后,将被控电机接入控制系统,调试控制参数实现理想的伺服控制效果。 本文还利用MATLAB Simulink Real-Time工具箱搭建了半实物仿真平台。在半实物仿真平台中对被控电机进行建模,并结合相应的接口电路、通讯电路、目标机完成整个半实物仿真平台控制回路的构建。在半实物仿真平台中,将纯数字仿真所设计的控制算法下载到DSP中运行,进行实时仿真。 最后,本文通过半实物仿真结果与纯数字仿真、电机实测实验的结果的对比研究,验证了所自动生成的代码的执行效果的同时也检验了半实物仿真平台的性能。为半实物仿真平台在电机控制系统研究中的广泛应用提供了借鉴。