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交流电机自身具有非线性、多变量、参数时变等特性,因而难以建立准确的数学模型,由一般模型得到的控制方式又不能保持控制上的最优。按转子磁链定向矢量控制运用解耦的思想,通过坐标变换的方式,在按转子磁链定向的同步正交坐标系中,得到等效的直流电动机模型,将定子三相电流分解为励磁电流和转矩电流,对两个电流分别加以控制,此方法有效克服了电机自身的缺点,可以像控制直流电机那样控制交流电机,有较好的调速性能。 无速度传感器矢量控制是矢量控制技术的一种。它的基本控制思想是,设计合理的速度观测器,通过检测定子电压与电流估算出转子转速,之后再按矢量控制的方法控制电机,从而取代传统矢量控制中的速度传感器,此方法不但具备了矢量控制的优点,又省去了安装速度传感器带来的麻烦,已广泛应用到交流电机控制系统中。 本课题将以三相交流异步电动机为研究对象,使用按转子磁链定向的矢量控制算法,结合无速度传感器技术、空间矢量调制技术(SVPWM),设计一种异步电机调速系统。首先分析了异步电机数学模型,在此基础上阐述了矢量控制原理,对系统中的PID控制器、磁链观测器、转速观测器、SVPwM等模块做了详细分析,并使用MATLAB进行了仿真验证。其次以TMS320F28335为核心进行了控制电路和驱动电路的设计,并在此硬件平台上进行了软件设计,包括基于LabVIEW的上位机控制界面和基于28335的下位机矢量算法。最后在此系统上进行了调试。通过理论分析、建模仿真、软硬件设计和系统调试等方面证明系统的调速性能。