基于DSP的交流伺服電機(jī)的自抗擾控制研究.pdf

1、本文采用基于DSP的交流伺服電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，研究了控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，通過(guò)使用美國(guó)TI公司推出的新型DSP芯片TMS320F28335來(lái)實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)地介紹了永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的自抗擾控制策略，同時(shí)運(yùn)用DSP的eQEP模塊和DA模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的測(cè)量和控制，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。主要針對(duì)永磁同步交流伺服電機(jī)的速度控制做了如下工作：
　　第一，根據(jù)永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)，對(duì)永磁同步電機(jī)定子上的A、B、C三相對(duì)稱

2、繞組進(jìn)行坐標(biāo)變換，推導(dǎo)出PMSM在旋轉(zhuǎn)軸上的數(shù)學(xué)模型；在此基礎(chǔ)上采用基于自抗擾控制（ADRC）技術(shù)的永磁同步電機(jī)(PMSM)矢量控制策略；根據(jù)矢量控制方法，分別設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速環(huán)、電流環(huán)自抗擾控制器，改善了永磁同步電機(jī)的調(diào)速性能，實(shí)現(xiàn)了更精確的控制精度。
　　第二，以TMS320F28335芯片為系統(tǒng)的核心處理器，設(shè)計(jì)了永磁同步交流伺服電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)；利用開(kāi)發(fā)板DA模塊產(chǎn)生控制電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)電平

3、轉(zhuǎn)換電路控制伺服驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)永磁同步電機(jī)的速度控制；利用DSP的eQEP模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)光電編碼器脈沖信號(hào)的檢測(cè)，設(shè)計(jì)了速度檢測(cè)接口電路，并通過(guò)伺服電機(jī)的M測(cè)速方法獲得了電機(jī)的轉(zhuǎn)速信息。
　　第三，系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)與調(diào)試均采用針對(duì)TMS320F28335的CCSV3.3版本。首先對(duì)永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)，由主程序和中斷服務(wù)程序組成；其次說(shuō)明了系統(tǒng)主程序中各功能模塊的功能及實(shí)現(xiàn)方式，包括：系統(tǒng)初始化程序模塊、DA輸

4、出模塊、eQEP正交解碼計(jì)數(shù)模塊的程序設(shè)計(jì)等；最后在Rockwell軟件平臺(tái)環(huán)境下建立了系統(tǒng)模型，進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　實(shí)驗(yàn)表明，永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的自抗擾控制策略與常規(guī)的PI控制器相比，基于自抗擾控制的PMSM調(diào)速系統(tǒng)具有了無(wú)超調(diào)、調(diào)速范圍寬、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)及魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)。光電編碼器與DSP的正交解碼模塊配合使用有利于提高伺服系統(tǒng)的控制精度。該系統(tǒng)具有高分辨率、高精度以及快速實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)，使交流伺服電機(jī)達(dá)到了較好的