基于MATLAB-DSP在無傳感器矢量控制中的應用

4. 系統調試

實驗臺硬件結構如圖 4所示，變頻器系統用 DSP作為運算控制單元，用 IPM模塊作為功率電路交換單元，用霍爾電流傳感器檢測電機三相電的兩相電流。DSP控制器在對檢測到的電流信號進行相應的運算處理之后，將 PI控制算法產生的三對 SVPWM脈沖信號，作用于 IPM來驅動異步電機，通過改變輸出脈沖信號的頻率來實現異步電動機的變頻調速。

電機參數為： Rs=10Ω；Rr=5.6Ω；Ls =0.3119H；Lr=0.3119H；Lm = 0.297H；P = 4；J=0.001 kg.m2

通過 DSP與 CCS的連接，可在 Matlab環境下對目標 DSP的存儲器數據進行訪問，再利用 Matlab強大的分析和可視化工具對其數據進行訪問，也可以實現對工程的編譯、鏈接、加載、運行，設置斷點和探點，最后將滿意的調試結果生成的目標代碼直接加載到實驗臺上。轉速輸入設定為一階躍函數，電機帶額定負載運行，獲得的動態響應曲線如下圖所示。

5 實驗結果

Figure5 Experimental results由圖 5可見， d-q軸電壓電流及磁通角響應曲線平穩，在動態過程中，在 Matlab環境下的電機轉矩和實際 DSP實驗平臺下的轉矩曲線基本一致，系統響應快，且超調量小，只需 0.6S即可達到穩定。轉速的階躍響應如圖 5（d）所示，系統在電機起動時有一定的波動，但是在 PI自適應控制器的作用下，只需 0.5S系統就可以達到穩定狀態，證明速度觀測器下的轉速能夠較好地跟蹤實際速度變化，在穩態時實際速度等于仿真速度值。

6.結論

本文提出的 Matlab下的 DSP集成設計方法確實可行，實驗證明：在此環境下可以完成對 DSP目標板的操作，包括訪問 DSP存儲器和寄存器等，又可利用 Matlab的強大工具對 DSP存儲器中的數據進行分析和可視化處理，因此系統結構簡單，調試工作量小，易于實現。同時，具有一定自適應能力的 PI速度估算方法能夠對電機轉速做出準確的估計，實驗結果驗證了此系統設計方案的正確性和可行性。