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本科毕业设计开题报告题目：基于嵌入式系统的永磁同步伺服电机控制系统设计与实现作者姓名指导教师所在院系信息工程学院专业班级电气0702完成日期2011.03基于嵌入式系统的永磁同步伺服电机控制系统设计与实现1.课题研究的目的和意义研制高性能的永磁同步电动机伺服系统是机电工作者所面临的一项重要任务。
伺服技术是机电一体化技术的重要组成部分，它广泛地应用于数控机床[1]、工业机器人[2]等工厂自动化设备中。
随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对电伺服系统的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。
因此，研究并制造高性能、高可靠性的电伺服系统有着十分重要的现实意义[3]。
2.本课题国内外的研究历史和现状最早对永磁同步电机的研究主要集中在固定频率供电的永磁同步电机运行特性方面，尤其是对稳态特性和直接起动性能方面的研究。
从80年代开始，国外开始对逆变器供电的永磁同步电动机进行研究。
逆变器供电的永磁同步电机[5]与直接起动的永磁同步电机的结构基本相同，但在大多数情况下无阻尼绕组。
无阻尼绕组可以防止永磁材料温度上升，使电机力矩惯量比上升，电机脉动力矩降低等优点。
在逆变器供电情况下，永磁同步电机的原有特性将会受到影响，其稳态特性和暂态特性与恒定频率下的永磁同步电机相比有不同的特点G．R.Slemon等人针对调速系统快速动态性能和高效率的要求，提出了现代永磁同步电机的设计方法，设计出了高效率、高力矩惯量比、高能量密度的永磁同步电动机，使永磁同步电动机伺服驱动性能得到了提高。
D．Nuanin等研制了一种永磁同步电动机矢量控制[4]系统，采用16位单片机8097作为控制器，实现高精度、高动态响应的全数字控制。
永磁同步电动机矢量控制系统转速控制器大多采用比例积分(N)控制。
N控制器具有结构简单、性能良好，对被控制对象参数变化不敏感等优点。
自适应控制技术能够改善控制对象和运行条件发生变化时控制系统的性能。
N．Matsui，J．H．1ang等人将自适应控制技术应用于永磁同步电动机调速系统。
111111111 0 前言永磁同步电机调速技术的发展得于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的最新发展成就。
电动机的驱动部分所采用的功率器件经历了几次的更新换代以后，速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT逐渐成为主流。
脉宽调制方法(PWM和SPWM)、变频技术在直流调速和交流调速系统中得到了广泛应用。
永磁同步电动机调速系统是一个多变量、强耦合的复杂系统，其动态特性极其复杂，它是由一组高阶的非线性微分方程决定的，由于控制系统控制方式的复杂性，使动态特性的变化十分繁琐。
所以，对调速系统特性的分析研究，最好好在着手实际系统之前，先利用计算机仿真，由仿真的各方面结果给实际系统的设计、调试等方面提供借鉴和参考。
利用仿真实验对永磁同步电动机调速系统进行研究，从而为实际系统的设计提供可靠的参数。
本文在仿真过程中，采用MATLAB/SIMULINK软件。
1 永磁同步电动机的数学模型1.1 永磁同步电动机的结构和工作原理永磁同步电动机本体是由定子和转子两大部分组成。
永磁同步电动机的定子指的是电动机在运行时的不动部分，主要是由硅钢冲片、三相对称同分布在它们槽中的绕组、固定铁心用的机壳以及端盖等部分组成。
其定子和异步电动机的定子结构基本相同。
空间上三相对称绕组通入时间上对称的三相电流就会产生一个空间旋转磁场，旋转磁场的同步转速0n 为060fn p，f 为定子电流频率，p 为电动机极对数。
永磁同步电动机的转子是指电动机在运行时可以转动的部分，通常由磁极铁心、永磁磁钢及磁辘等部分组成.永磁体转子产生恒定的电磁场。
当定子通以三相对称的正弦波交流电时，则产生旋转的磁场。
两种磁场相互作用产生电磁力，推动转子旋转。
如果能改变定子三相电源的频率和相位，就可以改变转子的转速和位置。
永磁同步电动机的定子与绕线式的定子基本相同。
但可根据转子结构可分为凸极式和嵌入式两类。
永磁同步机电发展与控制仿真研究永磁同步机电（Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM）是一种采用永磁体作为励磁源的机电，具有高效率、高功率密度和高控制精度等优点，在工业和交通领域得到了广泛应用。
本文将探讨永磁同步机电的发展历程以及控制仿真研究的重要性。
一、永磁同步机电的发展历程永磁同步机电的发展可以追溯到19世纪末，当时科学家们开始研究磁场的性质和应用。
随着磁性材料的发展，永磁体逐渐被应用于机电中。
20世纪70年代，随着稀土磁体的浮现，永磁同步机电的性能得到了极大提升。
它具有高效率、高功率密度和高控制精度等优点，逐渐成为电动汽车、风力发电和工业机械等领域的首选机电。
二、永磁同步机电控制仿真研究的重要性控制仿真研究是永磁同步机电发展的重要环节。
通过仿真研究，可以对机电的工作原理、性能特点和控制策略进行深入分析和优化。
同时，仿真研究还可以减少实验成本和时间，提高研究效率。
因此，控制仿真研究在永磁同步机电领域具有重要的意义。
三、永磁同步机电控制仿真研究方法在永磁同步机电控制仿真研究中，常用的方法包括理论分析、数值计算和软件仿真。
理论分析是对机电的数学模型进行推导和计算，通过分析模型可以得到机电的性能曲线和工作特点。
数值计算是基于机电的数学模型，利用数值方法对机电进行计算和优化。
软件仿真是利用机电仿真软件，通过输入机电的参数和控制策略，摹拟机电的工作过程和性能表现。
四、永磁同步机电控制仿真研究的应用永磁同步机电控制仿真研究在机电设计、控制策略优化和系统集成等方面具有广泛应用。
在机电设计中，仿真研究可以匡助工程师快速评估不同设计方案的性能和可行性，提高设计效率。
在控制策略优化中，仿真研究可以摹拟不同控制策略对机电性能的影响，选择最佳的控制策略。
在系统集成中，仿真研究可以摹拟整个机电系统的工作过程，优化系统的性能和稳定性。
五、永磁同步机电控制仿真研究的挑战与展望尽管永磁同步机电控制仿真研究已经取得了很大的发展，但仍面临一些挑战。
低速大转矩永磁同步电机及其控制系统的开题报告一、研究背景和意义永磁同步电机是一种新型的电机，它具有高效率、高性能、高控制精度等优点，在现代工业中得到了广泛应用。
如今，随着电动汽车、风力发电等新兴产业的不断发展，永磁同步电机的应用领域也在不断扩大。
在永磁同步电机中，低速大转矩是其主要特点之一，可以满足发电机组和电动机等多种应用场景的需求。
同时，随着控制技术的不断发展和完善，对低速大转矩永磁同步电机的控制系统要求也越来越高，需要针对不同的应用场景进行优化设计。
因此，研究低速大转矩永磁同步电机及其控制系统，对于推动现代工业的发展，提高电机的工作效率和控制精度，具有重要的意义。
二、研究内容和方法本项目将从永磁同步电机的特性入手，深入研究其低速大转矩的机理和控制策略，主要研究内容包括：1. 永磁同步电机的工作原理及特性分析。
2. 低速大转矩永磁同步电机的运动学和动力学分析。
3. 基于电流矢量控制和空间矢量调制的永磁同步电机控制系统设计。
4. 根据实际应用需求，对控制系统进行优化设计。
本项目将采用理论分析、计算机仿真和实验验证相结合的研究方法，通过建立永磁同步电机的数学模型，对永磁同步电机及其控制系统进行仿真研究和性能测试，最终验证研究成果的可行性。
三、研究预期结果本项目的研究预期结果如下：1. 深入理解低速大转矩永磁同步电机的机理和特性，提高对其工作原理的认识和掌握程度。
2. 设计出一种基于电流矢量控制和空间矢量调制的永磁同步电机控制系统，实现对低速大转矩永磁同步电机的精确控制。
3. 对永磁同步电机控制系统进行优化设计，提高电机的工作效率和控制精度，满足不同应用场景的需求。
4. 通过仿真研究和实验测试，验证研究成果的可行性和有效性。
四、研究进度安排本项目的研究进度安排如下：阶段一：文献调研和理论分析。
时间安排为一个月。
阶段二：数学模型建立和仿真研究。
时间安排为两个月。
阶段三：控制系统设计和优化。
时间安排为两个月。
基于DSP的永磁同步电机控制系统研究的开题报告一、选题背景与意义永磁同步电机具有高效、高功率密度、高速调节精度等优点，在工业控制、机器人、电动汽车等领域得到广泛应用。
其控制系统是实现永磁同步电机高效运行的核心，因此研究永磁同步电机控制系统具有重要的理论和实际意义。
目前，永磁同步电机控制系统的常见控制方法包括传统的PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
但是，这些控制方法存在一定的局限性和不足，如PID控制系统容易受到系统参数变化和负载扰动的影响，模糊控制系统需要大量的经验和技能才能设计出高性能的控制系统，神经网络控制系统需要大量的训练数据和计算资源。
因此，基于数字信号处理器（DSP）的永磁同步电机控制系统成为研究的焦点，其具有计算速度快、抗干扰性能好、响应速度快等优点，可以提高系统的控制精度和动态性能。
二、研究内容与目标本研究的主要内容是基于DSP的永磁同步电机控制系统研究。
具体研究内容包括：1. 永磁同步电机数学模型的建立和分析。
2. DSP控制器的设计和实现，包括硬件平台的选取和软件开发。
3. 永磁同步电机控制算法的研究和实现，包括电流控制算法、速度控制算法、位置控制算法等。
4. DSP控制器与永磁同步电机系统的联合仿真和实际实验验证。
本研究的目标是设计一种高性能、高精度的基于DSP的永磁同步电机控制系统，实现对永磁同步电机的精确控制和高效运行。
三、研究方法本研究采用以下研究方法：1. Matlab/Simulink仿真平台对永磁同步电机进行建模和仿真，分析其特性和运行规律。
2. DSP控制器的选取和设计，包括硬件平台的选取和软件开发，实现对永磁同步电机的高精度控制。
3. 对永磁同步电机控制算法进行深入研究和实现，保证控制系统的稳定性和动态性能。
4. DSP控制器与永磁同步电机系统的联合仿真，包括模型的相容性验证和控制算法的有效性验证。
5. 实际实验验证，评估基于DSP的永磁同步电机控制系统的控制性能和应用效果。
1. 课题背景及意义1.1课题研究背景、目的及意义近年来, 随着电力电子技术、微电子技术、微型计算机技术、传感器技术、稀土永磁材料与电动机控制理论的发展, 交流伺服控制技术有了长足的进步, 交流伺服系统将逐步取代直流伺服系统, 借助于计算机技术、现代控制理论的发展, 人们可以构成高精度、快速响应的交流伺服驱动系统。
因此, 近年来, 世界各国在高精度速度和位置控制场合, 己经由交流电力传动取代液压和直流传动[1][2]。
二十世纪八十年代以来, 随着价格低廉的钕铁硼(REFEB)永磁材料的出现, 使永磁同步电机得到了很大的发展, 世界各国(以德国和日本为首)掀起了一股研制和生产永磁同步电机及其伺服控制器的热潮, 在数控机床、工业机器人等小功率应用场合, 永磁同步电机伺服系统是主要的发展趋势。
永磁同步电机的控制技术将逐渐走向成熟并日趋完善[3]。
以往同步电机的概念和应用范围己被当今的永磁同步电机大大扩展。
可以毫不夸张地说, 永磁同步电机已在从小到大, 从一般控制驱动到高精度的伺服驱动, 从人们日常生活到各种高精尖的科技领域作为最主要的驱动电机出现, 而且前景会越来越明显。
由于永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、转矩电流比高、转动惯量低, 易于散热及维护等优点, 特别是随着永磁材料价格的下降、材料的磁性能的提高、以及新型的永磁材料的出现, 在中小功率、高精度、高可靠性、宽调速范围的伺服控制系统中, 永磁同步电动机引起了众多研究与开发人员的青睐, 其应用领域逐步推广, 尤其在航空航天、数控机床、加工中心、机器人等场合获得广泛的应用[4][5]。
尽管永磁同步电动机的控制技术得到了很大的发展, 各种控制技术的应用也在逐步成熟, 比如SVPWM、DTC、SVM、DTC自适应方法等都在实际中得到应用。
然- 1 -而, 在实际应用中, 各种控制策略都存在着一定的不足, 如低速特性不够理想, 过分依赖于电机的参数等等。
基于DSP的永磁同步电机控制系统的研究的开题报告一、选题意义和背景在现代工业中，永磁同步电机已经广泛应用于机床、压力机、风力发电、新能源汽车等领域。
同时，随着控制技术的不断发展，计算机数字信号处理技术也已经广泛应用于电力电子领域。
而基于数字信号处理技术的永磁同步电机控制系统能够实现高效、精准的电机控制，是当前永磁同步电机研究的热点之一。
二、研究内容和目标本研究以TMS320F2812 DSP为核心，通过控制电机的电流和转速，提高永磁同步电机的效率和稳定性。
研究内容包括永磁同步电机的建模与分析、控制器设计和实现等方面，同时结合实际控制需求，研究响应速度、控制精度等控制系统关键性能指标，进一步提高永磁同步电机的性能，使其具有更加广泛的应用前景。
三、研究方法和技术路线1. 永磁同步电机的建模和分析通过建立永磁同步电机的状态空间模型，分析电机的各项性能指标，掌握电机的特性，为控制系统设计提供理论基础。
2. 控制器设计和实现采用DSP技术，设计永磁同步电机控制器，实现控制电机的电流和转速，同时结合PID算法等高级控制算法来提高控制性能。
3. 系统性能测试和分析通过实验室测试和仿真分析，对研究所设计的永磁同步电机控制系统的性能进行评估，提高控制精度和响应速度，伴随着控制系统的稳定性和可靠性。
四、研究难点和挑战1. 建立永磁同步电机的理论模型，并分析出控制系统的关键参数。
2. 基于DSP设计永磁同步电机控制器，并将其实现在硬件平台上。
3. 合理地选取高级控制算法，充分发挥控制器的肌肉机能。
五、预期结果和意义预计在本研究中，将设计并实现一套高效、稳定、高性能的永磁同步电机控制系统。
在此基础上，能够进行永磁同步电机的精准控制，并带给许多领域更加高效的电力驱动技术。
永磁同步电机调速系统非线性控制算法研究的开题报告题目：永磁同步电机调速系统非线性控制算法研究一、研究背景和意义永磁同步电机作为一种高效能、高性能、高速度、高精度的新型电机，在各个领域得到了广泛的应用。
在这种电机的调速问题中，控制算法是非常关键的。
传统的PID控制算法存在难以满足系统性能指标高要求的问题。
因此，需要对永磁同步电机调速系统进行深入研究，并提出新的控制算法，以提升系统性能指标。
二、研究内容和目标本研究的主要内容是针对永磁同步电机调速系统的非线性特点，提出一种基于非线性控制算法的调速策略。
具体内容包括：1.分析永磁同步电机的非线性特点，建立数学模型；2.研究非线性控制算法，构建控制模型；3.设计相应控制算法并实现；4.对比实验验证算法效果。
研究目标：实现永磁同步电机调速系统性能指标的提升，验证新算法的有效性。
三、研究方法和技术路线本研究的方法主要包括理论与实验相结合的方法。
首先，对永磁同步电机的非线性特点进行分析，并建立数学模型。
然后，基于非线性控制算法，构建控制模型，设计相应控制算法并实现。
最后，通过实验对比验证算法效果，进一步优化算法。
技术路线:1. 研究永磁同步电机的理论知识；2. 建立永磁同步电机的数学模型；3. 研究非线性控制算法，包括自适应控制、模糊控制、神经网络控制等；4. 设计相应控制算法并实现；5. 制作实验平台，对比实验验证算法效果；6. 优化算法，进一步提升系统性能指标。
四、研究计划及进度预计研究时间：2022年3月至2023年3月。
主要进度安排如下：2022年3月-6月：研究永磁同步电机的理论知识，并建立数学模型。
2022年7月-10月：研究非线性控制算法，并构建相应的控制模型。
2022年11月-2023年1月：设计并实现相应控制算法。
2023年2月-3月：对比实验验证算法效果，并进一步优化算法。
五、预期成果本研究的预期成果为：1.对永磁同步电机的非线性特点进行分析，建立数学模型；2.基于非线性控制算法，构建控制模型；3.设计相应的控制算法并实现；4.实验对比验证算法效果；5.论文发表：撰写1-2篇高水平SCI论文。
永磁同步电机调速系统的建模与仿真引言永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）作为一种具有高效能和高功率密度的电机，广泛应用于工业和交通领域。
在实际应用中，调速系统的性能对于电机的工作效率和稳定性至关重要。
因此，对永磁同步电机调速系统进行建模与仿真分析是非常有意义的。
本文将介绍永磁同步电机调速系统的建模过程，并利用仿真工具对其进行验证和分析。
首先，我们将介绍永磁同步电机的基本原理和特点，然后讨论调速系统的要求和功能。
接下来，我们将详细介绍建模过程，包括电机参数的确定、数学模型的建立等。
最后，利用仿真工具进行一系列实验，并对实验结果进行分析与讨论。
永磁同步电机的基本原理与特点永磁同步电机是一种采用永磁体作为励磁源的感应电机，其基本原理是利用电磁感应产生的磁场与永磁体磁场之间的相互作用，从而实现力矩输出。
与其他电机相比，永磁同步电机具有以下特点：•高效能：由于永磁体的磁场不需要外部供电，电机的能量转换效率较高。
•高功率密度：永磁材料具有较高的磁能密度，同样功率下的永磁同步电机尺寸较小。
•高响应性：永磁同步电机响应速度快，能够快速适应负载变化。
•平滑运行：电机工作过程中无需传统感应电机的公差、电刷及电架等机械部件，运行平稳。
调速系统的要求与功能永磁同步电机的调速系统需要满足一定的要求和功能，主要包括以下几点：1.速度闭环控制：调速系统需要实现对电机运行速度的闭环控制，使其能够稳定地运行在设定的转速范围内。
2.高动态响应：调速系统需要具有较高的控制带宽，能够快速响应负载变化和指令调整。
3.自抗扰能力：调速系统需要具备较强的自抗扰能力，能够有效抵抗外部干扰对电机运行的影响。
4.电流保护：调速系统需要实现对电机电流的实时监测和保护，避免电流过大对电机和系统的损坏。
永磁同步电机调速系统的建模过程1. 确定电机参数在建立调速系统的模型之前，首先需要确定永磁同步电机的参数。
永磁同步电机的智能控制方法研究的开题报告一、选题背景和意义永磁同步电机是一种新型电机，具有高效、轻量化、高性能等优点，被广泛应用于工业自动化、新能源车辆、风力发电等领域。
随着国家对节能环保要求的不断提高，永磁同步电机在未来的应用前景非常广阔。
智能控制方法是现代电机控制的重要方向之一。
传统控制方法存在着不能适应复杂环境、控制精度低、反应速度慢等问题。
针对这些问题，采用智能控制方法可以使得电机具有更好的控制性能、提高电机的工作效率以及延长电机的使用寿命。
因此，本文的研究意义在于探讨永磁同步电机的智能控制方法，提高电机的控制性能和工作效率，以适应未来工业环境的需求。
二、研究目的和内容本文的研究目的是探讨永磁同步电机的智能控制方法，并在此基础上进行实验验证，以提高永磁同步电机的控制精度和工作效率。
具体内容包括以下几个方面：1. 永磁同步电机的基本工作原理及控制模型分析，包括永磁同步电机的数学模型和状态方程模型的建立。
2. 智能控制方法的介绍和分析，包括神经网络控制、模糊控制、遗传算法控制等方法的理论基础及应用情况。
3. 基于智能控制方法的永磁同步电机控制系统设计和实现，包括控制系统的硬件和软件设计以及控制算法的实现。
4. 实验验证和性能分析，在实验平台上进行永磁同步电机智能控制系统的实验，并对实验结果进行性能分析和评价。
三、研究计划和进度安排本研究的进度安排如下：1. 第一阶段（1个月）：文献综述，掌握永磁同步电机的基本工作原理及控制模型分析，了解智能控制方法的基本理论。
2. 第二阶段（2个月）：控制系统设计和算法实现，包括控制系统的硬件和软件设计，以及智能控制算法的实现。
3. 第三阶段（1个月）：实验平台搭建，对永磁同步电机进行实验验证。
4. 第四阶段（1个月）：实验结果分析和总结撰写。
四、预期成果和难点分析本研究的预期成果是设计和实现一个具有智能控制方法的永磁同步电机控制系统，并验证其控制性能和工作效率的提高。
永磁同步电动机设计一课题研究背景[1]我国电动机保有量大，消耗电能大，设备老化，效率较低，永磁同步电动机(PMSM)具有体积小、效率高、功率因数高、起动力矩大、力能指标好、温升低等特点。
永磁同步电机的运行原理与电励磁同步电机相同,但它以永磁体提供的磁通代替后者的励磁绕组励磁,使电机结构更为简单。
近年来,永磁材料性能的改善以及电力电子技术的进步,推动了新原理、新结构永磁同步电机的开发,有力地促进了电机产品技术、品种及功能的发展,某些永磁同步电机已形成系列化产品,其容量从小到大,目前已达到兆瓦级,应用围越来越广;其地位越来越重要,从军工到民用,从特殊到一般迅速扩大,不仅在微特电机中占优势,而且在电力推进系统中也显示出了强大的生命力。
永磁同步电机以其效率高、比功率大、结构简单、节能效果显著等一系列优点在工业生产和日常生活中逐步得到广泛应用。
尤其是近年来高耐热性、高磁性能钕铁硼永磁体的成功开发以及电力电子元件的进一步发展和改进,稀土永磁同步电机的研究开发在国外又进入了一个新的时期,在理论研究和应用领域都将产生质的飞跃,目前正向超高速、高转矩、大功率、微型化、高功能化方向发展。
二研究目的和意义熟练掌握永磁同步电机的特点和机构，性能，掌握永磁同步电机的电磁计算，会设计永磁同步电机。
三研究容1 永磁同步电动机转子结构形式[2]（1）外贴式转子结构永磁体贴到转子外表面上，径向充磁；永磁体也可以嵌入转子表面，贴于转子表面的转子结构制造容易，常用于矩形波同步电动机和恒功率运行的正弦波永磁同步电动机中。
（2）置式转子结构1)径向式结构；漏磁系数小，永磁体轴向嵌入磁体槽中，通过磁漆桥限制漏磁通，转子机械强度高。
2）切向式结构；每极磁通比径向大，主要因为每极磁通有两相相邻的磁极提供，但是这种转子结构复杂，转轴又需要非磁性材料或在转轴外加隔磁套，所以漏抗大。
3）混合式结构这种结构结合了径向式和切向式的优点，但结构比较复杂，制造难度大。
工程学院
毕业设计开题报告课题名称：永磁同步电机矢量控制系统研究
说明
1．根据工程学院《毕业设计(论文)工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。
2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
学生应当在毕业设计（论文）工作前期完成，开题报告不合格者不得参加答辩。
3．毕业设计开题报告各项容要实事，逐条认真填写。
其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。
第一次出现缩写词，须注出全称。
4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。
5．开题报告检查原则上在第2～4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。
毕业设计(论文)开题报告
毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：
- - --
- .总结资料。
永磁同步电机内模控制技术的研究的开题报告一、选题的背景和意义随着电力电子技术的不断发展和应用，永磁同步电机逐渐成为了众多新能源领域中的重要设备。
与传统的交流异步电机不同，永磁同步电机具有高效、高精度、高功率因数、快速响应等多项优点，被广泛应用于插电电动车、风力发电、太阳能发电等领域。
其中，永磁同步电机内模控制技术的研究已成为了该领域的热点问题。
传统的直接转矩控制方法存在控制难度大、控制精度低等问题，特别是难以应对负载变化引起的转矩波动和非线性特性。
永磁同步电机内模控制是一种基于模型预测的控制方法，通过对永磁同步电机的数学模型进行建模和优化，实现了对电机输出电流和转矩的精准控制。
与传统方法相比，该方法具有反应速度快、响应准确、控制精度高等优点，被广泛应用于新能源领域中的永磁同步电机控制。
本文旨在通过对永磁同步电机内模控制技术的深入研究，探讨其在实际应用中的表现和优势，为新能源领域提供一种高效、精确、可靠的控制方案。
二、研究内容和思路本文将重点研究永磁同步电机内模控制技术的理论框架和数学模型，并结合实际应用场景，分析其在控制精度、稳定性、响应速度等方面的表现。
主要研究内容包括：1.永磁同步电机的原理及数学模型建立。
2.永磁同步电机内模控制技术的基本原理和控制方案。
3.基于MATLAB/Simulink的永磁同步电机内模控制模拟仿真。
4.基于实验平台的永磁同步电机内模控制实验验证。
三、预期成果本文预期获得以下成果：1.深入了解永磁同步电机的原理和特点，了解其在新能源领域的应用现状。
2.掌握永磁同步电机内模控制技术的基本原理和实现方案。
3.通过MATLAB/Simulink仿真验证永磁同步电机内模控制的可行性和优越性。
4.通过实验平台验证永磁同步电机内模控制的实际效果和性能指标。
五、研究进度安排本文的研究工作计划安排如下：第1-2个月：学习永磁同步电机的原理及数学模型建立，并阅读相关文献和资料；第3-4个月：研究永磁同步电机内模控制技术的基本原理和控制方案；第5-6个月：利用MATLAB/Simulink进行永磁同步电机内模控制仿真；第7-8个月：基于实验平台进行永磁同步电机内模控制实验验证；第9-10个月：整理并撰写论文。
基于DSP的永磁同步直线电机控制系统的设计的开题报告摘要：永磁同步直线电机（Permanent Magnet Synchronous Linear Motor，PMSLM）具有高速、高精度和高效率等优点，在工业制造和高速运输等领域具有广泛应用。
本文旨在设计一种基于DSP的永磁同步直线电机控制系统，通过理论分析、电路设计、软件开发和实验验证等步骤，实现PMSLM的精确控制。
具体研究内容包括：PMSLM的工作原理及数学模型、电磁场计算与分析、控制算法选择与实现、硬件电路设计、软件程序编写与仿真、实际实验验证等。
本文旨在为工业界提供一种可靠的PMSLM控制方案，从而满足工业制造和高速运输等领域对控制系统高速、高精度和高效率的需求。
关键词：PMSLM；控制系统；DSP；电磁场计算；控制算法1.引言永磁同步直线电机具有结构简单、响应快、精度高、效率高等特点，已经被广泛应用于制造业和交通运输等领域。
为了满足不同应用领域对PMSLM的高速、高精度和高效率等要求，需要设计一种可靠的控制系统。
控制系统中最关键的部分是控制算法和执行器驱动器。
在现代控制技术中，数字信号处理技术已经成为控制器设计的重要手段。
因此，本文将设计一种基于DSP控制器的永磁同步直线电机控制系统，以满足PMSLM 在不同应用领域对控制精度与效率的要求。
2.研究内容（1）PMSLM的工作原理和数学模型PMSLM的基本工作原理是由磁场和电流相互作用产生力矩，使得线性运动。
本文将建立PMSLM的数学模型，并分析PMSLM的电磁特性，以便掌握控制系统设计的理论基础。
（2）电磁场计算与分析为了便于控制系统设计，需要对电磁场进行计算和分析。
本文将利用有限元软件对PMSLM的电磁场进行模拟计算，并分析其特性，为控制算法的选择提供基础数据。
（3）控制算法选择与实现针对PMSLM的控制问题，本文将研究一些成熟的控制算法，如PID、LQG等，并参考前人的研究成果，选择一种合适的控制算法。
1．课题背景及意义1.1课题研究背景、目的及意义近年来，随着电力电子技术、微电子技术、微型计算机技术、传感器技术、稀土永磁材料与电动机控制理论的发展，交流伺服控制技术有了长足的进步，交流伺服系统将逐步取代直流伺服系统，借助于计算机技术、现代控制理论的发展，人们可以构成高精度、快速响应的交流伺服驱动系统。
因此，近年来，世界各国在高精度速度和位置控制场合，己经由交流电力传动取代液压和直流传动[1][2]。
二十世纪八十年代以来，随着价格低廉的钕铁硼(REFEB)永磁材料的出现，使永磁同步电机得到了很大的发展，世界各国(以德国和日本为首)掀起了一股研制和生产永磁同步电机及其伺服控制器的热潮，在数控机床、工业机器人等小功率应用场合，永磁同步电机伺服系统是主要的发展趋势。
永磁同步电机的控制技术将逐渐走向成熟并日趋完善[3]。
以往同步电机的概念和应用范围己被当今的永磁同步电机大大扩展。
可以毫不夸张地说，永磁同步电机已在从小到大，从一般控制驱动到高精度的伺服驱动，从人们日常生活到各种高精尖的科技领域作为最主要的驱动电机出现，而且前景会越来越明显。
由于永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、转矩电流比高、转动惯量低，易于散热及维护等优点，特别是随着永磁材料价格的下降、材料的磁性能的提高、以及新型的永磁材料的出现，在中小功率、高精度、高可靠性、宽调速范围的伺服控制系统中，永磁同步电动机引起了众多研究与开发人员的青睐，其应用领域逐步推广，尤其在航空航天、数控机床、加工中心、机器人等场合获得广泛的应用[4][5]。
尽管永磁同步电动机的控制技术得到了很大的发展，各种控制技术的应用- 1 -也在逐步成熟，比如SVPWM、DTC、SVM、DTC自适应方法等都在实际中得到应用。
然而，在实际应用中，各种控制策略都存在着一定的不足，如低速特性不够理想，过分依赖于电机的参数等等。
因此，对控制策略中存在的问题进行研究就有着十分重大的意义。
1.2 课题国内外研究现状及趋势电机控制技术是伺服驱动控制的核心。
从发展的历程来看，电机控制技术与电动机、大功率器件、微电子器件、传感器、微型计算机以及控制理论的发展密切相关。
最初的随动伺服系统是在美国诞生的火炮瞄准随动系统。
此后，随着生产的发展和科技的进步，随动系统有了长足的进展。
1971年，德国学者相继提出了交流电机的矢量变换控制的新思想、新理论和新技术，它的出现对交流电机控制技术的研究具有划时代的意义。
因为这种通过磁场定向构成的矢量变换交流闭环控制系统，其控制性能完全可以与直流系统相媲美。
而后，随着电力电子、微电子、计算机技术和永磁材料科学的发展，矢量控制技术得以迅速应用和推广。
矢量控制是在机电能量转换、电机统一理论和空间矢量理论基础上发展起来的，它首先应用于三相感应电动机，很快扩展到三相永磁同步电机。
由于三相感应电动机运行时，转子发热会造成转子参数变化，而转子磁场的观测依赖于转子参数，所以转子磁场难以准确观测，使得实际控制效果难以达到理论分析的结果，这是矢量控制实践上的不足之处。
而永磁同步电机采用永磁体做转子，参数较固定，所以矢量控制永磁同步电机在小功率和高精度的场合应用广泛。
随后，1985年，由德国鲁尔大学M.Depenbrock教授首次提出了直接转矩控制的理论，接着又把它推广到弱磁调速范围。
与矢量控制技术相比，直接转矩控制很大程度上解决了矢量控制三相感应电动机的特性易受电机参数变化的影响这一问题。
直接转矩控制一诞生，就以自己新颖的控制思想，简洁明了的系统结构，优良的静动态性能受到了普遍的关注和得到了迅速的发展。
目前该技术己成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。
德国、日本、美国都竞相发展此项新技术[6]。
20世纪90年代后，随着微电子学及计算机控制技术的发展，高速度、高集成度、低成本的微处理器问世及商品化，使全数字化的交流伺服系统成为可能。
通过微机控制，可使电机的调速性能有很大的提高，使复杂的矢量控制与直接转矩控制得以实现，大大简化了硬件，降低了成本，提高了控制精度，还能具有保护、显示、故障监视、自诊断、自调试及自复位等功能。
另外，改变控制策略、修正控制参数和模型也变得简单易行，这样就大大提高了系统的柔性、可靠性及实用性。
近几年，在先进的数控交流伺服系统中，多家公司都推出了专门用于电机控制的芯片。
能迅速完成系统速度环、位置环、电流环的精密快速调节和复杂的矢量控制，保证了用于电机控制的算法，如直接转矩控制、矢量控制、滑模变结构控制、神经网络控制等可以高速、高精度的完成[7]-[9]。
国内外专家学者对交流电机控制技术的研究正处在热潮。
同时，非线性解耦控制、人工神经网络自适应控制、模型参考自适应控制、观测控制及状态观测器、线性二次型积分控制、滑模变结构控制及模糊智能控制等各种新的控制策略正在不断涌现，并展现出更为广阔的前景。
因此，采用高性能数字信号处理器的全数字交流永磁伺服智能控制系统是交流伺服系统的重要发展方向之一[10]。
2．毕业设计研究内容及任务2.1 研究内容本文主要研究永磁同步电动机的矢量控制及其建模与仿真，主要使用MATLAB软件进行仿真。
研究建模和仿真的关系，及仿真在实际应用中的意义。
以及永磁同步电动机在不同坐标系下的数学模型，建立永磁同步电机矢量控制闭环系统仿真模型，分析结果终结其优缺点。
2.2 设计思想及设计方案2.2.1永磁同步电动机在不同坐标系下的磁场分布a.三相静止坐标系(a-b-c轴系)三相永磁同步电机的定子中有三相绕组，其绕组轴线分别为A、B、C，且彼此相差120“空间电角度，构成了一个a-b-c三相坐标系，如图2-3所示。
空间矢量V在三个坐标轴上的投影分别为V A、V B、V C，代表该矢量在三个绕组上的分量。
α图2-3 三相静止坐标系图2-4 两相静止坐标系b.两相静止坐标系(α-β轴系)定义一个两相直角坐标系(α-β轴系)，它的α轴和三相静止坐标系的A 轴重合，β轴逆时针超前α轴90˚空间电角度，如图2-4，图中Vα、Vβ为V j 矢量在α-β坐标系的投影。
由于α轴固定在定子A相绕组轴线，故价β坐标系亦为静止坐标系。
c.两相旋转坐标系(d-q轴系)两相旋转坐标系固定在转子上，其d轴位于转子磁极轴线，q轴逆时针超前d轴90度空间电角度，如图2-4所示，该坐标系和转子一起在空间上以转子角速度旋转，故为旋转坐标系。
2.2.2永磁同步电动机矢量控制原理[10]若使两相d-q坐标系与转子磁链同步旋转，并进一步将d轴取在转子磁链方向上，则转子磁链与转矩分别由定了电流的励磁分量I sd，和转矩分量I sq 独立控制，当转了磁链幅值保持恒定时，系统可实现对转矩与转子磁链的解祸控制。
永磁同步电动机矢量控制原理图2.3 毕业设计拟采用方法和手段基于永磁同步电机的矢量控制原理，利用MATLAB仿真工具，建立了系统的仿真模型[11]-[13]。
根据模块化建模思想，将控制系统分割为各个功能独立的子模块，其中主要包括:坐标变换模块、SVPWM模块、逆变器模块、坐标变换模块。
通过这些功能模块的有机整合，可以在MATLAB/SIMULINK中搭建出永磁同步电机控制系统的仿真模型，实现永磁同步电机矢量控制。
且对各个功能模块的作用与结构简述如下:1.坐标变换模块矢量控制中用到的坐标变换有:Clarke变换(将三相平面坐标系向两相平面直角坐标系的转换)和Park变换(将两相静止直角坐标系向两相旋转直角坐标系的变换)。
静止的三相定了坐标系(a、b、c)和静止的两相定子坐标系(α，β)以及固定在转子上的两相旋转坐标系(d，q)间变换矩阵的MATLAB实现[14][15]。
2.SVPWM模块从原理上讲，SVPWM着眼于如何使电机获得幅值恒定的圆形磁场，当电机通以三相对称正弦电压时，交流电机内产生圆形磁链，SVPWM以此圆形磁链为基准，通过逆变器功率器件的不同开关模式产生有效矢量来逼近基准圆，即用多边形来逼近圆形，同时产生三相互差120˚电角度的接近正弦波的电流来驱动电机。
由于逆变器产生的矢量数目有限，不能产生角度连续变化的空间矢量，SVPWM方法通过上述8个基本空间电压矢量中两个相邻的有效矢量及零矢量，并根据各自的作用时间不同来等效电机所需的空间电压矢量V out3.逆变器模型仿真中用到的逆变器和永磁同步电机模型是利用MATLAB/SIMULINK中的SIMPOWERSYSTELN中给出的模型。
电机测量模块可以直接检测出电机的各输出物理量作为反馈参数构成电机闭环系统。
输入为SPWM模块给出的6组控制信号，输出为三相相电压。
该逆变器模块，有6个IGBT功率开关器件，反向并联续流二极管，根据SPWM模块给出的6组控制信号控制各个功率开关器件导通与关断，从而输出三相电压。
3．毕业设计工作计划及进度安排第1周了解课题研究内容，查阅相关资料第2周收集整理与课题相关的资料第3周根据收集的资料，进行开题报告的撰写第4周修改并完成开题报告第5周完成外文翻译第6周掌握永磁同步电机的工作原理及结构特点第7周学习永磁同步电机的矢量控制原理第8周学习并建立永磁同步电机的矢量控制的数学模型第9周熟悉MATLAB中SIMULINK的操作并建立坐标变换模块第10周建立PWM模块及逆变器模块第11周利用MATLAB对永磁同步电机进行仿真第12周对所做的仿真系统进行反复调试第13周对仿真结果进行比较分析第14周撰写论文第15周撰写论文第16周撰写论文第17周对论文格式进行修改。
