大功率數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、電機(jī)控制理論的發(fā)展,交流伺服系統(tǒng)在許多場(chǎng)合已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的直流傳動(dòng)系統(tǒng)。永磁同步電動(dòng)機(jī)具有功率密度高,結(jié)構(gòu)簡單,噪聲小、效率高以及非弱磁情況下調(diào)速范圍大等優(yōu)良特性,在對(duì)伺服系統(tǒng)精度要求高的場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。因此,對(duì)面貼式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行研究具有重要意義。
　　 首先,對(duì)面貼式永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析,對(duì)各種控制方法進(jìn)行了比較,最終確定了基于id=0轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定

2、向控制方法,在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下建立了基于id=0轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制和空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)的位置環(huán)、速度環(huán)和電流壞的三閉環(huán)系統(tǒng)仿真模型,仿真中電機(jī)的各個(gè)參數(shù)與實(shí)際電機(jī)參數(shù)相同,并對(duì)永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)改進(jìn)PI方法進(jìn)行了研究,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果一致,表明改進(jìn)PI方法可有效改善系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能。對(duì)系統(tǒng)在突加負(fù)載下的位置跟隨和運(yùn)行性能進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明,永磁同步電機(jī)位置伺服系統(tǒng)

3、響應(yīng)速度較快,有很好的抗干擾性能。
　　 其次,對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì),硬件設(shè)計(jì)以Ti公司的TMS320F2812DSP為控制器核心,主功率電路采用三菱公司的IPM,設(shè)計(jì)了光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路,電流和母線電壓檢測(cè)電路,各種保護(hù)功能電路,串口通信電路。在CCS3.1環(huán)境下利用C語言對(duì)伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì),利用模塊結(jié)構(gòu)化的編程思想對(duì)伺服控制中各種功能模塊進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),并對(duì)電流濾波,零點(diǎn)補(bǔ)償,轉(zhuǎn)子位置校正等進(jìn)行

4、了詳細(xì)的分析設(shè)計(jì),對(duì)系統(tǒng)主程序和主中斷程序的執(zhí)行過程進(jìn)行了詳細(xì)的研究,并對(duì)定點(diǎn)DSP的編程和數(shù)據(jù)處理特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)研究。
　　 最后,對(duì)伺服控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了調(diào)試,各功能模塊工作正常,觀察了系統(tǒng)開環(huán)和速度閉環(huán)時(shí)定子電流,線電壓等波形,對(duì)電機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)時(shí)的暫態(tài)和穩(wěn)念過程進(jìn)行了分析,并對(duì)在不同開關(guān)頻率下對(duì)伺服系統(tǒng)工作性能的影響進(jìn)行了研究,對(duì)調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種軟硬件問題進(jìn)行了深入的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的正確性和