基于PAC的電機控制器快速控制原型的研究
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從功能架構可以看出，NICompact RIO硬件上配備模擬輸入模塊、數字輸出模塊、基于FPGA的高速RIO、浮點運算器、大容量非易失存儲介質，軟件上配備實時操作系統、運動控制模塊、數據分析模塊、網絡數據交互模塊。對于控制電機需用到的PWM接口、編碼器接口、模擬輸入接口、高速運算器和快速控制原型需要的可重配置性、實時在線調節參數、數據存儲功能NICompact RIO都可以實現。因此NICompact RIO是一個適合做電機控制器RCP的PAC平臺。
2 永磁同步電機磁場定向(FOC)控制
電動汽車用電機系統需要具有控制穩定、響應速度快、系統效率高的特點。矢量控制是1971年西門子工程師F-Blaaschke首次提出的，其基本思想是通過坐標變換，將靜止坐標系中定子電流空間矢量is分解為dq旋轉坐標系中的兩個分量：勵磁電流分量id和與之垂直的轉矩電流分量iq。在工作過程中，通過對id和iq的大小進行控制，便可獲得與直流電機相當的動態性能。因其控制結構簡單，控制軟件實現較容易，已被廣泛應用到調速系統中。本文引用地址：http://www.104case.com/article/160481.htm
圖2是永磁同步電機在dq旋轉坐標系下的模型，其定子磁鏈方程為式(1)；電壓方程為式(2)；電磁轉矩方程為式(3)。
式(1)～(3)中，ψd為d軸磁鏈，ψq為q軸磁鏈，id為d軸電流，iq為q軸電流，ud為d軸電壓，uq為q軸電壓，ψf為永磁體產生的磁鏈，是常數：ω為轉子電角速度；Ld為d軸等效線圈的自感；Lq為q軸等效線圈的自感；P為電機極對數；Tem為電磁轉矩；is為定子電流矢量；β為電機功角。
磁場定向控制(FOC)又稱為id=0控制，即在矢量控制中使勵磁電流分量保持為零；通過控制轉矩電流分量來控制電機輸出的電磁轉矩，此時的電磁轉矩為：
Tem=Pψfiq (8)
FOC主要由電流和速度采集模塊、坐標變換模塊、PID模塊、SVPWM模塊組成，圖3為FOC的框圖。
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