摘要：伺服电机在工业搬运系统中发挥着极其重要的作用。但是，随着社会向智能化、节能化水平提升的要求出现，传统开关控制的三相异步电机需要进行调速控制改造。因此，对三相异步电机调速控制的研究是当前热门的、有工程应用价值的研究方向之一。

本文以STM32F103为主控芯片设计了一款具有一定实际用途的调速控制系统。该系统以IPM模块作为逆变电路，采用模糊PID和SVPWM技术，实现了双闭环矢量控制（VC）设计。

然后，利用Simulink对系统性能进行了仿真与分析，在现有条件下进行试验证。研究结果表明，该设计运行性能良好，基本满足工业搬运系统中的小功率电机调速需求。

关键词  三相异步电机  SVPWM  模糊PID  STM32

毕业设计说明书外文摘要

Title      Research on Servo Motor Speed Control in Industrial Handling System            

Abstract：Servo motors play an extremely important role in industrial handling systems. However, with the requirement of the improvement of the level of intelligent and energy-saving, the three-phase asynchronous motors controlled by the traditional switches need to change the speed control. Therefore, the research of three-phase asynchronous motor speed control is one of the most popular and applied value in engineering.

This graduation thesis designs one kind of speed control systems with practical application, of which the master chip is STM32F103. The system uses the IPM module as the inverter circuit, and the design of double closed loop vector control (VC) is realized by using fuzzy PID and SVPWM technology.

Then, Simulink was used to simulate and analyze the system performance, and tested under existing conditions. The result proves that the design runs well and basically meets the requirement of small power motor speed regulation in industrial handling system.

Keywords  Three-phase asynchronous motor  SVPWM  Fuzzy PID  STM32

目   次

1  绪论 1

1.1  研究背景和意义 1

1.2  交流变频调速技术的历史及现况 2

1.3  本论文的主要内容 4

2  异步电机VC系统的研究 6

2.1  VC基本原理 6

2.2  VC坐标变换 6

2.3  异步电机的数学模型 8

2.4  SVPWM技术 14

2.5  异步电机VC方案的选择 20

2.6  本章小结 20

3  异步电机VC系统的实现 21

3.1  系统结构框图 21

3.2  模糊PID控制 21

3.3  本章小结 25

4  异步电机VC系统的硬件设计 26

4.1  STM32F103C8T6简介 26

4.2  主电路设计 27

4.3  检测电路设计 30

4.4  电源电路设计 31

4.5  通信电路设计 32

4.6  本章小结 33

5  异步电机VC系统的软件设计 34

5.1  STM32开发环境 Keil MDK v5简介 34

5.2  系统主程序设计 35

5.3  通信软件设计 35

5.4  PWM中断子程序设计 36

5.5  软件抗干扰措施 41

5.6  本章小结 42

6  异步电机VC系统的验证 43

6.1  系统仿真 43

6.2  实验验证 49

6.3  本章小结 54

结  论 55

致  谢 57

参 考 文 献 58

1  绪论

1.1  研究背景和意义

1.1.1  工业搬运系统

工业是国家稳定发展的经济支柱之一，而物料搬运系统为其生产中的关键一环。同时，搬运系统是小到工序，大至车间乃至工厂之间的物质联系桥梁。工业生产车间多数的生产时间以及成本均用在了无物料搬运。无论是无人化物料搬运系统还是较原始的物料搬运运输线，都离不开伺服电动机的控制，其中异步电机得到最广泛的应用。