空间矢量pwm控制的原理

1 引言

spwm方法是从输出电压的角度出发，目的在于生成一个可以调频调压的三相对称正弦供电电压，电流跟踪pwm着眼于输出电流的正弦化。而本文介绍的空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation，svpwm）技术则是从交流电机的角度出发，以控制交流电机磁链空间矢量轨迹逼近圆形为目的，以减小电机的转矩脉动、改善电机的运行性能。这种控制方法又称为“磁链跟踪pwm控制”。传统的正弦脉宽调制（spwm）技术直流电压利用率低，谐波成分较大，且不易于数字化实现。空间矢量脉宽调制技术基于磁链轨迹控制原理，是一种优化了的pwm 控制技术，和传统的spwm 法相比，不但具有直流电压利用率高(比传统的spwm法提高了15.47%)，输出谐波少，开关损耗小等优点，而且易于实现数字化。 2 电压矢量控制的原理

假设交流电机由理想的三相对称正弦电压供电，如式(1)所示：

(1)

可定义定子电压空间矢量为：

(2)

式中：um为电压幅值，ω为电压的角频率。

如图1所示，a，b，c分别表示在空间静止不动的三相绕线的轴线，空间互差120°。电压空间矢量us是一个以速度ω旋转的矢量，三相电压ua、ub、uc可以看作是电

永磁同步电机的矢量控制原理

交流永磁同步电机采用的是正弦波供电方式，它可以消除方波电流突变带来的转矩脉动，其运行稳，动，静态特性好，但控制也比无刷直流电机复杂，需要采用矢量控制技术。

正弦波与方波的区别在与正弦波电流的瞬时值随着相位的变化。交流永磁同步电机的理想状态是：能在转子磁场强度为最大值的位置上，使定子绕组的电流也能够达到最大值，这样电机便能够在同样的输入电流下获得最大的输出转矩。为了实现这一目的，就必须对定子电流的幅值与相位同时进行控制。幅值与相位构成了电流矢量，因此，这种控制称为“矢量控制”。

为了对交流电机实施矢量控制，首先需要建立电机的数学模型。根据矢量控制的理论，交流永磁同步电机的数学模型可以按照以下步骤建立。

① 将三相定子电流合成为统一的合成电流。

② 将定子合成电流分解为两相正交流电，完成电流的3-2变换。

③ 将定子坐标系中的两相正交流电转换到定子坐标系上。 ④在转子坐标系中定子电流平衡方程。

⑤根据转子磁场与定子电流的正交分量建立电机的运行方程。

永磁同步电机矢量控制原理

1.永磁同步电动机简介

永磁式同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和其他类型交流电动机相比，它由于没有励磁电流，因而效率高，功率因数高，力矩惯量比较大，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测、控制性能好；但它与异步电机相比，也有成本高、起动困难等缺点。和普通同步电动机相比，它省去了励磁装置，简化了结构，提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。近些年，人们对它的研究也越来越感兴趣，在医疗器械、化工、轻纺、数控机床、工业机器人、计算机外设、仪器仪表、微型汽车和电动自行车等领域中都获得应用。

1.1 永磁同步电机系统的结构

永磁同步电机的基本组成：定子绕组、转子、机体。定子绕组通过三相交流电，产生与电源频率同步的旋转磁场。转子是用永磁材料做成的永磁体，它在定子绕组产生的旋转磁场的作用下，开始旋转。

2.坐标变换

2.1 坐标变换

坐标变换，从数学角度看，就是将方程中原来的一组变量，用一组新的变量来代替。线性变换是指这种新旧变量之间存在线性关系。电动机中用到的坐标变

二、矢量数据的空间分析实验 1、clip 要求：提取研究范围内的土地利用图。 数据：北京土地利用图（bj_landuse.shp）；研究区域图（roi.shp） 2、intersect_union 要求：获取洪水灾害区和低高程区的空间交集区域与空间并集区域 数据：洪水灾害区域图（riverbuf.shp），低高程区域图（lowland.shp） 3、merge_dissolve 要求：地图拼接与边界融合 数据：parcel1.shp和parcel2.shp

4、市区择房分析（house.rar） （1）背景

如何找到环境好、购物方便、小孩上学方便的居住区地段是购房者最关心的问题，因此购房者就需要从总体上对商品房地信息进行研究分析，选择最适宜的购房地段。

（2）目的

熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠置分析操作，综合利用各项空间分析工具解决实际问题。

（3）数据

1）城市市区交通网络图（network.shp） 2）商业中心分布图（Marketplace.shp） 3）名牌高中分布图（school.shp）

4）名胜古迹分布图（famous place.shp） （4）要求

1）离主要交通干道200m之外，以减少噪音污染（ST

2001年6月

　增　刊

Jun.,2001

JournalofChongqingUniversityofPo

stsandTelecommunications　　　　　Supplement

重庆邮电学院学报

文章编号:10045694(2001)增011004

PWM控制器的控制方法

周林,蒋建文,易强,罗眉

(重庆大学,重庆400044)

Ξ

摘　要:总结了脉宽调制(PWM)技术的几种控制方法,叙述了它们的基本工作原理,并分析了它们的优缺点。介绍一种非线性控制方法,单周控制法,通过分析对比得出单周控制法能在每个周期内消除控制参考电压与开关变量平均值间的稳态和瞬态误差,具有反应快、抗电源干扰、控制电路简单等优点。关键词:脉宽调制;非线性;单周控制;中图分类号:TM464　　　文献标识码:A

TheControlMZHOULin,JGJ2,ei

(Un400044,China)

methodsofPulseWidthModulation(PWM),illustrates.Onecyclecontrol,anonlin2theirplesandpointsouttheiradvantagesanddisadvantages

earconroltechnique,paredw

矢量控制方式分析

矢量控制

矢量控制是变频器调速控制的一种方式，一般常用的U/f控制比较简单，机械特性硬度也较好，能够满足一般的平滑调速要求，但是这种控制在低频时由于U较小，定子阻抗压降的分量比较显著，不能再忽略，另外其输出量最大转距随着f的降低而减小，最大转距大小将限制调速系统的带载能力，当转距增大到最大值以后，特性就弯下了，也就是说其机械特性是非线性的，而不能像直流电机一样是线性的，换句话说其动态转距能力和静态调速转距都还是不尽人意，如果对系统静态调速性能要求较高则只有采用矢量变频控制调速的方法。过程如下：速度给定信号和速度反馈信号经过控制器综合，产生类同于直流电机励磁电流的给定信号和电枢电流给定信号，经过反旋转变换得到Idc和Ibl，再经过二相/三相变换得到iA iB iC，把这三个电流控制信号由控制器直接得到的频率控制信号加到带电流控制的变频器上，就可以输出异步电动机调速所需的三相变频电流。

由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。上世纪70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理

基于DSP的交流电机驱动空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制

休斯敦大学

一．摘要

空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术是一种先进的实时控制机制，可以用来生成三相平衡的交流电压所期望的大小和频率逆变器的输出驱动系统。SVPWM控制在一定的时间内实现用数字信号处理器(DSP)控制要求一个先进的特点与快速电机传动系统处理能力和灵活性实施先进的电机控制算法。介绍了SVPWM的策略背景下，提出了如何利用一种基于DSP的实现。本文将包括分析方程，软件流程图和实验结果。

二．引言

先进的电机驱动系统应用于现代化的设备及工业生产过程和一个典型的电机控制器。要求以下特点：

1 快速处理实施先进的算法来减少转矩脉动，精确的速度控制参数等。 2 一种灵活的解决方案，可以实现未来修改软件来代替一个单独的硬件平台的设计。

3 能产生多种高频、高解析度PWM波形。

4 实施多种功能，使用同一控制器(电机控制、功率因数修正、通讯等)。 5 使实现尽可能简单(降低元件，简单的板布局和生产等)。

空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术是一种先进的实时控制机制，可以用来生成三相平衡的交流电压所期望的大小和频率逆变器的输出驱动。SVPWM控制实现提出了一种基于DSP控制器的使用具有所要

PIＤ功能详解

一、PID控制简介

PID( Propｏｒｔionａl ＩntegraｌDerｉｖativｅ)控制就是最早发展起来得控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好与可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型得确定性控制系统、

在工程实际中,应用最为广泛得调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称ＰID控制,又称PID调节,它实际上就是一种算法。PＩD控制器问世至今已有近 70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制得主要技术之一。当被控对象得结构与参数不能完全掌握,或得不到精确得数学模型时,控制理论得其它技术难以采用时,系统控制器得结构与参数必须依靠经验与现场调试来确定,这时应用PＩD控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统与被控对象,或不能通过有效得测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术、PＩD控制,实际中也有PI与PＤ控制。PID控制器就就是根据系统得误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制得。

从信号变换得角度而言,超前校正、滞后校正、滞后－超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合、

PＩD调节器得适用范围:PＩD调节控制就是一个传统控制方法,它适用于温度、压力

PIＤ功能详解

一、PID控制简介

PID( Propｏｒｔionａl ＩntegraｌDerｉｖativｅ)控制就是最早发展起来得控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好与可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型得确定性控制系统、

在工程实际中,应用最为广泛得调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称ＰID控制,又称PID调节,它实际上就是一种算法。PＩD控制器问世至今已有近 70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制得主要技术之一。当被控对象得结构与参数不能完全掌握,或得不到精确得数学模型时,控制理论得其它技术难以采用时,系统控制器得结构与参数必须依靠经验与现场调试来确定,这时应用PＩD控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统与被控对象,或不能通过有效得测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术、PＩD控制,实际中也有PI与PＤ控制。PID控制器就就是根据系统得误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制得。

从信号变换得角度而言,超前校正、滞后校正、滞后－超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合、

PＩD调节器得适用范围:PＩD调节控制就是一个传统控制方法,它适用于温度、压力

实验4 PWM(Pulse Width Modulation)控制技术

一、占空比（Duty Ratio，Duty Cycle）：指脉冲信号的通电时间与通电周期之比。（高电平在一个周期之内所占的时间比率。）

PWM是一种对模拟信号进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。

二、MSP430的定时器资源：WDT，Basic Timer，Timer_A（该系列器件均有），Timer_B，Timer_D，实时时钟等。

Timer_A0 Timer_A1 Timer_A2

Timer0_A5（5个CCR） Timer1_A3（3个CCR） Timer2_A3（3个CCR）

三、Timer_A Registers： TAxCTL

Timer_Ax Control Register Timer_A捕获/比较控制寄存器0-6 Timer_Ax Counter Register Timer_A捕获/比较寄存器0-6 Timer_A扩展寄存器0 Timer_A中断向量寄存器

TAxCCTL0 - TAxCCTL6 TAxR

TAxCCR0 - TAxCCR6 TAxEX0 TAxIV 四、