虛擬儀器虛擬電壓表課程設計報告

1、PAGE PAGE 32虛擬儀器課程設計的目的意義課程設計的目的及要求1.1.1 設計目的本課程設計的目的主要是讓學生在理解理論知識的基礎上掌握虛擬儀器技術的組件的性能、屬性、創(chuàng)建虛擬儀器的方法理論基礎和虛擬儀器的圖形編程方法,掌握虛擬儀器系統(tǒng)軟件開發(fā)工具，綜合利用傳感器技術和虛擬儀器技術進行虛擬儀器的綜合開發(fā)，以及掌握虛擬儀器在測量儀器、過程控制、信號分析、網(wǎng)絡遠程控制等應用技能。1.1.2 設計要求本課程要求學生從理論上掌握虛擬儀器系統(tǒng)的基本構成及基本設計思想,圖形語言有關知識，在課程設計過程中能利用數(shù)據(jù)采集卡和相應的硬件設施完成課程設計任務。使學生掌握虛擬儀器系統(tǒng)軟件的設計方法，提高計算

2、機技術綜合應用的能力。軟件實驗部分主要學習圖形化編程軟件LabVIEW的原理及編程方法，按照實驗內容和要求進行操作，循序漸進地掌握VI程序及子程序的創(chuàng)建和調用，編輯和調試，各種結構、圖表、圖形和數(shù)組的使用，以及字符串和文件I/O的操作，熟悉LabVIEW的各種函數(shù)以及菜單，選項的作用和功能。硬件實驗部分，主要了解PCI-6024E多功能數(shù)據(jù)采集卡的使用方法和采集通道設置，并創(chuàng)建VI程序控制數(shù)據(jù)采集卡的I/O操作，利用信號發(fā)生器產生信號，實時檢測，顯示測量數(shù)據(jù)及波形，并寫出課程設計報告。1.2 課程在教學計劃中的地位和作用虛擬測試技術與儀器課程設計是為測控專業(yè)虛擬測試技術與儀器課程而開設的課程設

3、計教學環(huán)節(jié)，其目的在于培養(yǎng)我們綜合運用理論知識來分析和解決實際問題的能力。 通過課程設計能進一步鍛煉學生在虛擬測試技術與儀器應用方面的實際工作能力。我們要著重學會面對一個實際問題，如何去自己收集資料，如何自己去學習新的知識，如何自己去制定解決問題的方案并通過實踐不斷地去分析和解決前進道路上的一切問題。設計任務2.1必選題設計任務電子秤是各行業(yè)對物料進行計量或工礦企業(yè)在生產過程中對物料重量進行各種控制的新一代重量計量器具。作為重量測量儀器，智能電子秤在各行各業(yè)中開始顯現(xiàn)其測量精度高，測量速度快，操作簡單易學，可以實時監(jiān)控的巨大優(yōu)點，使其已經(jīng)開始逐漸取代傳統(tǒng)型的機械杠桿測量稱，成為測重領域的主流產

4、品。結合傳感器技術、數(shù)據(jù)采集技術和虛擬儀器技術開發(fā)設計一種基于LabVIEW的虛擬電子秤，采用普通PC機為主機，利用圖形化可視測試軟件LabVIEW 8.5為軟件開發(fā)平臺，完成虛擬儀器電子秤的標定程序、測量程序設計，進行測量數(shù)據(jù)的低通濾波，應用編寫的電子秤VI進行重量測量，記錄數(shù)據(jù)并與實際值進行比較，簡要分析引起誤差的原因。2.2選作題設計任務電壓是電路中常用的電信號，通過電壓測量，利用基本公式可以導出其它的參數(shù)。因此，電壓測量是其他許多電參數(shù)和非電參數(shù)量測量的基礎,測量電壓相當普及的一種測量儀表就是電壓表。結合數(shù)據(jù)采集技術和虛擬儀器技術設計一種基于LabVIEW 8.5的虛擬數(shù)字電壓表，應用

5、DAQ卡獲取電壓信號，或產生模擬信號，分別進行交直流電壓測量，實現(xiàn)電壓數(shù)字顯示（直流檔顯示直流電壓，交流檔顯示有效值，平均值和峰值），通道配置與選擇，交、直流選擇，采樣頻率、采樣點數(shù)設置。第三章 總體設計方案3.1虛擬電子秤總體設計方案本系統(tǒng)主要通過LabVIEW8.5編程來實現(xiàn)電子秤的功能，采用模塊化設計，將不同測量內容設計成單獨的功能模塊，各子模塊分別完成一定的功能。系統(tǒng)主要由硬件和軟件模塊構成，硬件模塊利用DVCC-TES壓力實驗平臺和PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡采集壓力信號并進行A/D轉換。軟件模塊細分為前面板設計和框圖程序設計，前面板主要由輸入控制器和輸出控制器組成，可通過控制模板和

6、工具模板構建；框圖程序主要由數(shù)據(jù)采集處理模塊、標定模塊、重量測量顯示模塊和價格計算顯示構成，數(shù)據(jù)采集處理模塊主要完成模擬量與數(shù)字量的相互轉換,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集測量并進行濾波處理，標定模塊主要是對系統(tǒng)進行標定，重量測量模塊主要完成測量結果的顯示?？傮w設計流程圖如圖3.1所示。開始開始數(shù)據(jù)采集卡初始化讀取采樣數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進行處理測量結果顯示結束零點標定？斜率標定？是是否否標定零點標定斜率圖3.1 虛擬電子秤總體設計流程圖3.2虛擬數(shù)字電壓表總體設計方案根據(jù)虛擬數(shù)字電壓表的設計要求，可以知道其組成部分包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理顯示兩部分。數(shù)據(jù)采集部分采用NI公司PCI-6024E卡獲取電壓信號或者產生模擬信

7、號，數(shù)據(jù)處理部分軟件基于虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW8.5進行開發(fā)，主要控制數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)采集，并對采集得到的數(shù)據(jù)進行分析處理并顯示。總體設計流程圖如圖3.2所示。開始開始設置數(shù)據(jù)采集卡顯示交流電壓參數(shù)讀取采樣數(shù)據(jù)對直流信號進行處理結束直流否是對交流信號進行處理顯示直流電壓參數(shù)圖3.2 虛擬數(shù)字電壓表總體設計流程圖第四章 硬件設計4.1 PCI-6024E卡及安裝PCI-6024E卡將作為本次課程設計的數(shù)據(jù)采集卡，VI程序通過它來實現(xiàn)虛擬儀器的輸入輸出功能。PCI-6024E卡是基于32位PCI總線的高性能、多功能的數(shù)據(jù)采集卡。它有16個單端輸入或8個差分模擬輸入，2路獨立的DA輸出通道，

8、24條與TTL兼容的數(shù)字I/O，3個用于I/O定時的16 位計數(shù)/定時器。將PCI6024E 數(shù)據(jù)采集卡插到計算機主板上的一個空閑PCI插槽中，接好各種附件，包括一條50芯的數(shù)據(jù)線和一個轉接板。4.2 PCI6024E卡I/O配置PCI6024E卡同NI公司的絕大部分數(shù)據(jù)采集卡一樣是即插即用型的設備，硬件正確安裝后，如果機器安裝了LabVIEW和NIDAQ，就會出現(xiàn)在Measurement & Automation Explorer的ConfigurationMysystem Devices and Interfaces列表中。在設備名PCI-6024E上單擊右鍵，選擇Properties，就

9、會出現(xiàn)采集卡的配置對話框配置包括System,AI,AO,Accessory,OPC和Remote Access五個部分的設置。4.3 PCI6024E卡通道配置在使用DAQ設備的模擬I/O或數(shù)字I/O功能時，必須首先配置設備的通道。在Measurement & Automation Explorer中配置通道步驟如下： 右鍵單擊Data Neighbourhood圖標，選擇彈出菜單中的Insert，系統(tǒng)會彈出Insert New對話框。單擊Finish； 在彈出的Create New Channel對話框中將通道類型設置為Analog Input，單擊下一步； 在Enter Channel

10、Name and Description對話框中，將通道名稱設置為ScropA，并填上適當?shù)耐ǖ烂枋?，單擊下一步?在Channel Wizard對話框中，選擇傳感器或測量信號類型，單擊 下一步； 設置單位為Volts，量程為5V5V，單擊下一步； 設置縮放比例因子為NoScaling，單擊下一步； 指定DAQ硬件為Dev1:PCI-6024E，通道編號為0；模擬輸入方式為Differential,單擊完成。 4.4 數(shù)據(jù)采集操作LabVIEW涉及到的操作類型有模擬輸入，模擬輸出，計數(shù)操作和數(shù)字I/O等，相應的操作函數(shù)在功能模板中的Data Acquisition子模板。本次實驗中，我們應用了

11、以下DAQ assitant對PCI-6024E卡進行操作。雙擊DAQ assitant，對DAQ assitant進行初始化操作，設置合適的采樣點數(shù)和采樣頻率，單擊OK完成。DVC-TES3壓力實驗平臺利用CZL-1R型橋路(應變片)壓力傳感器(量程500克)實現(xiàn)R-V物理量變換,將壓力傳感器輸出的小信號經(jīng)過放大和低通濾波后,送至A/D轉換器。具體工作原理是當橋路中的某臂電阻發(fā)生變化時，橋路就不平衡，橋路輸出的變化量就反映了壓力的變化量。該變化量通過二級放大，將微弱信號放大送到PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡，通過PCI-6024E卡送到PC機，完成數(shù)據(jù)采集操作。4.5 虛擬電子秤接線說明 DV

12、C-TES3壓力實驗平臺的壓力信號輸出口IN0與PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡的相應的通道通過數(shù)據(jù)線相連，注意：DVC-TES3壓力實驗平臺的接地端與PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡的接地端要相連。4.6 虛擬數(shù)字電壓表接線說明通過PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡產生模擬信號，數(shù)據(jù)采集卡上的模擬信號輸出口通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集卡上的相應的通道相連（如果通過波形生成選板里的波形產生函數(shù)產生模擬信號的，則硬件部分不用接線）。第五章 軟件設計5.1 虛擬電子秤軟件設計5.1.1 虛擬電子秤框圖程序設計虛擬電子秤軟件設計框圖程序具體如圖5.1所示。圖5.1虛擬電子秤框圖程序5.1.2 虛擬電子秤框圖程序說明虛擬電

13、子秤框圖程序大體分為四個部分:數(shù)據(jù)采集處理模塊、標定模塊、重量測量顯示模塊和價格計算顯示模塊。下面就四個子模塊對該框圖程序進行介紹。數(shù)據(jù)采集處理模塊數(shù)據(jù)采集處理模塊主要完成模擬量與數(shù)字量的相互轉換,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集測量并進行濾波處理。借助DAQ assitant 完成數(shù)據(jù)的采集，采用切比雪夫濾波器和平均值對數(shù)據(jù)進行濾波處理，具體見圖5.2。圖5.2數(shù)據(jù)采集處理模塊標定模塊標定模塊主要是對電子秤進行標定，找出重量與電壓的關系。具體原理是電子稱托盤空載時輸出電壓V0設置為重量W0：0克，托盤上放置重量W1：200克的砝碼，記下這時的輸出電壓V1。那么1伏輸出電壓對應的重量為：detaW=(W1-W0

14、)/(V1-V0)標定模塊如圖5.3所示。圖5.3 標定模塊3.重量測量顯示模塊標定后的電子秤基本達到了設計要求，為了減少設計的電子秤測量誤差，使其測量更精準，在數(shù)據(jù)采集處理之后進行零點補償和校正，然后輸出值乘以標定值的局部變量，結果顯示的是當前砝碼的重量。重量測量顯示模塊如圖5.4所示。圖5.4 重量測量顯示模塊4.價格計算與顯示模塊取重量的局部變量，乘以單價輸入值，顯示結果。價格計算與顯示模塊如圖5.5所示。圖5.5 價格計算與顯示模塊5.2 虛擬數(shù)字電壓表軟件設計5.2.1 虛擬數(shù)字電壓表框圖程序設計虛擬數(shù)字電壓表工作狀態(tài)由電源開關決定，框圖程序設計如圖5.6所示。圖5.6 虛擬數(shù)字電壓

15、表框圖程序5.2.2 虛擬數(shù)字電壓表框圖程序說明虛擬數(shù)字電壓表框圖程序采用模塊化設計，主要分為數(shù)據(jù)采集模塊（或軟件生成模擬信號模塊）和數(shù)據(jù)處理模塊，其中數(shù)據(jù)處理顯示模塊里細分為交直流數(shù)據(jù)處理顯示兩個子模塊。下面對虛擬數(shù)字電壓表框圖程序進行說明。數(shù)據(jù)采集模塊（或軟件生成模擬信號模塊）通過PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡產生模擬信號并通過通道0采集，DAQ assitant輸出的數(shù)據(jù)信號通過Butterworth濾波器進行濾波處理。數(shù)據(jù)采集模塊如圖5.7所示。圖5.7 數(shù)據(jù)采集模塊通過波形生成選板里波形基本函數(shù)發(fā)生器直接產生模擬信號，信號輸出通過Butterworth濾波器進行濾波處理。軟件產生模擬信

16、號模塊如圖5.8所示。圖5.8 軟件產生模擬信號模塊數(shù)據(jù)處理顯示模塊交流電壓處理顯示模塊應用了波形測量選板里的幅值和電平測量函數(shù)，選取此函數(shù)，雙擊后在配置幅值和電平窗口選擇均方根（有效值）、最大峰、最小峰和周期平均（平均值），點擊確定即可。交流電壓處理顯示模塊如圖5.10所示圖5.10 交流電壓處理顯示模塊直流電壓處理顯示模塊應用了幅值和電平測量函數(shù)，在配置幅值和電平測量窗口選取直流，點擊確定即可，直流電壓處理顯示模塊如圖5.11所示。圖5.11 直流電壓處理顯示模塊第六章 系統(tǒng)調試及使用操作說明6.1 虛擬電子秤系統(tǒng)調試及使用操作說明6.1.1 系統(tǒng)調試按正確連線操作把DVCC-TES3壓力

17、實驗平臺、PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡和PC機連成一個系統(tǒng)?？蛰d時，按零點標定，放200g砝碼，按第二次標定，標定完成進入稱重狀態(tài)。系統(tǒng)調試中碰到下面兩個問題：1）重量顯示屏幕數(shù)字顯示不穩(wěn)定；2)測量結果誤差較大。經(jīng)過老師的指導和與同學探討，找到了解決問題的方法，重新設置DAQ assitant的采樣點數(shù)和采樣頻率，修改顯示格式，重量顯示保留兩位小數(shù)，單價輸入和總價顯示保留一位小數(shù)。6.1.2 系統(tǒng)使用操作說明虛擬電子秤前面板如圖6.1所示。圖6.1 虛擬電子秤前面板運行程序，進入標定界面?？蛰d時，按零點標定按鈕；放200g砝碼后，按第二次標定，完成電子秤標定，進入稱重界面，放上砝碼，輸入單價

18、，即時顯示重量和總價。6.2 虛擬數(shù)字電壓表系統(tǒng)調試及使用操作說明虛擬數(shù)字電壓表前面板如圖6.2所示。圖6.2 虛擬數(shù)字電壓表前面板運行程序，按下開關按鈕，將交直流開關打到交流檔，測量交流電壓，并在交流顯示欄顯示電壓有效值、平均值、最大峰值和最小峰值，如圖6.3所示。圖6.3 交流電壓測量運行程序，按下開關按鈕，將交直流選擇開關打到直流檔，測量直流電壓并在直流顯示欄顯示直流電壓，運行結果如圖6.4所示。圖6.4 直流電壓測量第七章 收獲、體會本學期我們專業(yè)開設了虛擬儀器課，這門課主要學習圖形化編程軟件LabVIEW的原理及編程方法，理論知識比較強。學習任何知識，僅從理論上去求知，而沒有實踐，探

19、索是不行的，所以在學期末給我們安排一次虛擬儀器的課程設計是很及時的也很有必要的，這樣不僅能加深我們平時所學的知識，而且還及時真正的做到學以致用。本次課程設計中，我的設計內容是虛擬電子秤和虛擬數(shù)字電壓表的設計。這兩個設計項目注重軟硬件結合，虛擬電子秤的硬件部分應用PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡和DVCC-TES3壓力實驗平臺，虛擬數(shù)字電壓表硬件部分應用PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡產生模擬信號并通過采集通道采集數(shù)據(jù)信號，軟件部分主要學習圖形化編程軟件LabVIEW的原理及編程方法，并應用LabVIEW的各種函數(shù)以及菜單，選項的作用和功能，創(chuàng)建VI程序，完成課程設計要求。課程設計中，我遇到了很多問題，

20、比如電子秤測量精度還不夠高，存在測量誤差，重量顯示不穩(wěn)定等等，通過老師的指導和同學的幫助，這些問題都得到了解決。這次課程設計歷時三個星期，通過這三個星期的學習和動手實踐，發(fā)現(xiàn)了自己在這門課方面的知識還有很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。參考文獻1胡仁喜，等.LabVIEW8.2.1虛擬儀器實例指導教程.北京：機械工業(yè)出版社，2007.112侯國屏.LabVIEW 7.1編程與虛擬儀器設計.北京： 清華大學出版社,20053劉君華.基于LabVIEW的虛擬儀器設計.電子工業(yè)出版社，2003 HYPERLINK l _Toc188371721 附錄資料：不需

21、要的可以自行刪除 永磁同步電機基礎知識PMSM的數(shù)學模型交流電機是一個非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)。永磁同步電機的三相繞組分布在定子上，永磁體安裝在轉子上。在永磁同步電機運行過程中，定子與轉子始終處于相對運動狀態(tài)，永磁體與繞組，繞組與繞組之間相互影響，電磁關系十分復雜，再加上磁路飽和等非線性因素，要建立永磁同步電機精確的數(shù)學模型是很困難的。為了簡化永磁同步電機的數(shù)學模型，我們通常做如下假設：忽略電機的磁路飽和，認為磁路是線性的；不考慮渦流和磁滯損耗；當定子繞組加上三相對稱正弦電流時，氣隙中只產生正弦分布的磁勢，忽略氣隙中的高次諧波；驅動開關管和續(xù)流二極管為理想元件；忽略齒槽、換向過程和電樞反應等

22、影響。永磁同步電機的數(shù)學模型由電壓方程、磁鏈方程、轉矩方程和機械運動方程組成，在兩相旋轉坐標系下的數(shù)學模型如下：(l)電機在兩相旋轉坐標系中的電壓方程如下式所示:其中，Rs為定子電阻；ud、uq分別為d、q 軸上的兩相電壓；id、iq分別為d、q軸上對應的兩相電流；Ld、Lq分別為直軸電感和交軸電感；c為電角速度；d、q分別為直軸磁鏈和交軸磁鏈。若要獲得三相靜止坐標系下的電壓方程，則需做兩相同步旋轉坐標系到三相靜止坐標系的變換，如下式所示。(2)d/q軸磁鏈方程：其中，f為永磁體產生的磁鏈，為常數(shù)，而是機械角速度，p為同步電機的極對數(shù)，c為電角速度，e0為空載反電動勢，其值為每項繞組反電動勢的

23、倍。(3)轉矩方程：把它帶入上式可得:對于上式，前一項是定子電流和永磁體產生的轉矩，稱為永磁轉矩；后一項是轉子突極效應引起的轉矩，稱為磁阻轉矩，若Ld=Lq，則不存在磁阻轉矩，此時，轉矩方程為：這里，為轉矩常數(shù)，。(4)機械運動方程：其中，是電機轉速，是負載轉矩，是總轉動慣量(包括電機慣量和負載慣量)，是摩擦系數(shù)。直線電機原理永磁直線同步電機是旋轉電機在結構上的一種演變，相當于把旋轉電機的定子和動子沿軸向剖開，然后將電機展開成直線，由定子演變而來的一側稱為初級，轉子演變而來的一側稱為次級。由此得到了直線電機的定子和動子，圖1為其轉變過程。直線電機不僅在結構上是旋轉電機的演變，在工作原理上也與旋

24、轉電機類似。在旋轉的三相繞組中通入三相正弦交流電后，在旋轉電機的氣隙中產生旋轉氣隙磁場，旋轉磁場的轉速（又叫同步轉速）為： （1-1）其中，交流電源頻率，電機的極對數(shù)。如果用表示氣隙磁場的線速度，則有： （1-2）其中，為極距。當旋轉電機展開成直線電機形式以后，如果不考慮鐵芯兩端開斷引起的縱向邊端效應，此氣隙磁場沿直線運動方向呈正弦分布，當三相交流電隨時間變化時，氣隙磁場由原來的圓周方向運動變?yōu)檠刂本€方向運動，次級產生的磁場和初級的磁場相互作用從而產生電磁推力。在直線電機當中我們把運動的部分稱為動子，對應于旋轉電機的轉子。這個原理和旋轉電機相似，二者的差異是：直線電機的磁場是平移的，而不是旋轉

25、的，因此稱為行波磁場。這時直線電機的同步速度為v=2f,旋轉電機改變電流方向后，電機的旋轉方向發(fā)生改變，同樣的方法可以使得直線電機做往復運動。圖1永磁直線同步電機的演變過程 圖2 直線電機的基本工作原理 對永磁同步直線電機，初級由硅鋼片沿橫向疊壓而成，次級也是由硅鋼片疊壓而成，并且在次級上安裝有永磁體。根據(jù)初級，次級長度不同，可以分為短初級-長次級結構和長初級-短次級的結構。對于運動部分可以是電機的初級，也可以是電機的次級，要根據(jù)實際的情況來確定?；窘Y構如圖3所示，永磁同步直線電機的速度等于電機的同步速度： （1-3）圖3 PMLSM的基本結構 矢量控制（磁場定向控制技術）矢量控制技術是（磁

26、場定向控制技術）是應用于永磁同步伺服電機的電流（力矩）控制，使得其可以類似于直流電機中的電流（力矩）控制。矢量控制技術是通過坐標變換實現(xiàn)的。坐標變換需要坐標系，變化整個過程給出三個坐標系：靜止坐標系（a，b，c）：定子三相繞組的軸線分別在此坐標系的a，b，c三軸上；靜止坐標系（，）：在（a，b，c）平面上的靜止坐標系，且軸與a軸重合，軸繞軸逆時針旋轉90度；旋轉坐標系（d,q）:以電源角頻率旋轉的坐標系。矢量控制技術對電流的控制實際上是對合成定子電流矢量的控制，但是對合成定子電流矢量的控制的控制存在以下三個方面的問題：是時變量，如何轉換為時不變量？如何保證定子磁勢和轉子磁勢之間始終保持垂直？是

27、虛擬量，力矩T的控制最終還是要落實到三相電流的控制上，如何實現(xiàn)這個轉換？從靜止坐標系（a，b，c）看是以電源角頻率旋轉的，而從旋轉坐標系（d,q）上看是靜止的，也就是從時變量轉化為時不變量，交流量轉化為直流量。所以，通過Clarke和Park坐標變換（即3/2變換），實現(xiàn)了對勵磁電流id和轉矩電流iq的解耦。在旋轉坐標系（d,q）中，已經(jīng)成為了一個標量。令在q軸上（即讓id=0），使轉子的磁極在d軸上。這樣，在旋轉坐標系（d,q）中，我們就可以象直流電機一樣，通過控制電流來改變電機的轉矩。且解決了以上三個問題中的前兩個。但是，id、iq不是真實的物理量，電機的力矩控制最終還是由定子繞組電流ia

28、、ib、ic（或者定子繞組電壓ua、ub、uc）實現(xiàn)，這就需要進行Clarke和Park坐標逆變換。且解決了以上三個問題中的第三個。力矩回路控制的實現(xiàn)：圖中電流傳感器測量出定子繞組電流ia,ib作為clarke變換的輸入，ic可由三相電流對稱關系ia+ib+ic=0求出。clarke變換的輸出i,i ，與由編碼器測出的轉角作為park變換的輸入，其輸出id與iq作為電流反饋量與指令電流idref及iqref比較，產生的誤差在力矩回路中經(jīng)PI運算后輸出電壓值ud,uq。再經(jīng)逆park逆變換將這ud,uq變換成坐標系中的電壓u ,u。SVPWM算法將u,u轉換成逆變器中六個功放管的開關控制信號以產

29、生三相定子繞組電流。電流環(huán)控制交流伺服系統(tǒng)反饋分為電流反饋、速度反饋和位置反饋三個部分。其中電流環(huán)的控制是為了保證定子電流對矢量控制指令的準確快速跟蹤。電流環(huán)是內環(huán)，SVPWM控制算法的實現(xiàn)主要集中在電流環(huán)上，電流環(huán)性能指標的好壞，特別是動態(tài)特性，將全面影響速度、位置環(huán)。PI調節(jié)器不同于P調節(jié)器的特點: P調節(jié)器的輸出量總是正比于其輸入量; 而PI調節(jié)器輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關, 而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。后面需要PI調節(jié)器提供多么大的輸出值, 它就能提供多少, 直到飽和為止。電流環(huán)常采用PI控制器，目的是把P控制器不為0 的靜態(tài)偏差變?yōu)?。電流環(huán)控制器的作用有以下幾個方面：內環(huán)；在外環(huán)調

30、速的過程中，它的作用是使電流緊跟其給定電流值（即外環(huán)調節(jié)器的輸出）；對電網(wǎng)電壓波動起及時抗干擾作用；在轉速動態(tài)過程中（起動、升降速）中，保證獲得電機允許的最大電流-即加速了動態(tài)過程；過載或者賭轉時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。電流環(huán)的控制指標主要是以跟隨性能為主的。在穩(wěn)態(tài)上，要求無靜差；在動態(tài)上，不允許電樞電流在突加控制作用時有太大的超調，以保證電流電流在動態(tài)過程中不超過允許值。雙閉環(huán)電機調速過程中所希望達到的目標：起動過程中: 只有電流負反饋, 沒有轉速負反饋。達到穩(wěn)態(tài)后: 轉速負反饋起主導作用; 電流負反饋僅為電流隨動子系統(tǒng)。雙閉環(huán)電機具體工作過程：根據(jù)檢測模塊得到的速度值和電流值實現(xiàn)電機轉速控制。當測量的實際轉速低于設定轉速時，速度調節(jié)器的積