微小型高性能電機(jī)伺服驅(qū)動器設(shè)計(jì).pdf

1、針對國內(nèi)仿人機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)高度依賴進(jìn)口，沒有自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了兩款低壓微小型高性能電機(jī)伺服驅(qū)動器。文中介紹了永磁同步電機(jī)伺服驅(qū)動的基本原理，給出了伺服驅(qū)動器的硬件設(shè)計(jì)和控制策略，并對伺服系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測試。
　　文中給出了伺服驅(qū)動器的硬件設(shè)計(jì)過程和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，包括主電路、微控制器、電流采樣電路、過流保護(hù)電路等。I型驅(qū)動器為立式安裝，占用面積小，其功率器件貼焊在一塊鋁基電路板上，保證了小空間內(nèi)功率器件的散熱；采用平面

2、變壓器和印刷線路板繞組技術(shù)，在很小的空間內(nèi)搭建一個反激變換器，提供多路隔離輸出電壓。II型驅(qū)動器為臥式安裝，能提供較大的散熱面積，其功率器件的熱量通過電路板傳導(dǎo)到鋁制外殼上；采用級聯(lián)式降壓電路作為控制電源，空間更加緊湊，且紋波較小。電流采用電路的設(shè)計(jì)使得驅(qū)動器即可以支持180o導(dǎo)通的正弦波驅(qū)動方式，也能夠采取120o導(dǎo)通的方波驅(qū)動方式。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少了驅(qū)動器的體積，提高了功率密度。
　　在搭建、調(diào)試硬件的基礎(chǔ)上，對伺服驅(qū)動器的

3、電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)控制策略進(jìn)行了分析和計(jì)算。針對低壓伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了母線電壓波動補(bǔ)償算法，通過主動修正空間電壓矢量的作用時間，避免造成電流波動。同時，實(shí)現(xiàn)了抗積分飽和的PID算法。通過仿真和測試說明，這些措施能有效提高系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。
　　與國外同類產(chǎn)品在體積、重量、功率密度、定位精度與響應(yīng)速度、工作效率與溫升幾方面性能進(jìn)行了對比。通過比較說明本文所設(shè)計(jì)的低壓小型高性能電機(jī)伺服驅(qū)動器在主要性能指標(biāo)上已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平