永磁交流伺服控制系統(tǒng)的性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式日益自動化發(fā)展的需要，對作為其中重要組成部分的現(xiàn)代電伺服系統(tǒng)提出越來越高的性能和技術(shù)要求，而正弦波永磁同步電動機(jī)(PMSM)，因其卓越的性能已日漸成為電伺服系統(tǒng)執(zhí)行電動機(jī)的“主流”。因此研究和開發(fā)高性能交流永磁同步電機(jī)的伺服系統(tǒng)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文首先給出了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，在分析了永磁同步電動機(jī)矢量控制原理的基礎(chǔ)上，確立了基于轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制的實(shí)施方案。接著建立了基于MATLAB/

2、Simulink永磁交流位置伺服系統(tǒng)的仿真模型，研究了幾種改進(jìn)型的PID控制在速度調(diào)節(jié)器和位置調(diào)節(jié)器中的應(yīng)用。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明改進(jìn)的PID控制有效地改善了速度環(huán)和位置環(huán)的動態(tài)響應(yīng)性能。為提高伺服系統(tǒng)的魯棒性，本文研究了一種基于模型參考的二分參數(shù)識別法在電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量辨識中的應(yīng)用，并利用識別的轉(zhuǎn)動慣量值對速度調(diào)節(jié)器的系數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。同時(shí)為提高系統(tǒng)抗負(fù)載擾動的能力，本文構(gòu)建了一個(gè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩識別觀測器對系統(tǒng)的負(fù)載擾動進(jìn)行補(bǔ)償。仿真表明引入轉(zhuǎn)

3、動慣量識別和負(fù)載觀測器能夠增強(qiáng)伺服系統(tǒng)中速度環(huán)的魯棒性和抗負(fù)載擾動的性能。
　　 在理論和仿真分析的基礎(chǔ)上，本文在基于MSP430F149 MCU與TMS320LF2407 DSP的永磁交流伺服系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺上設(shè)計(jì)了一套完整的人機(jī)界面，其中包含系統(tǒng)的在線控制、狀態(tài)監(jiān)視、指令和運(yùn)行系數(shù)備份等；給出了詳細(xì)的永磁交流伺服系統(tǒng)電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的實(shí)驗(yàn)波形。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，此數(shù)模結(jié)合的永磁交流伺服系統(tǒng)不僅具備良好的人機(jī)交互界面，而