基于DSP的永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)控制方法的研究.pdf

1、伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分,而伺服系統(tǒng)的核心問(wèn)題在于如何提高伺服驅(qū)動(dòng)元件(電機(jī))運(yùn)行速度和轉(zhuǎn)子位置的控制精度。為了進(jìn)一步提高對(duì)電機(jī)速度和位置的控制精度,并且便于系統(tǒng)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。本文給出了一種改進(jìn)的永磁同步電機(jī)速度與位置的計(jì)算方法,并在此方法的基礎(chǔ)上,給出了一種能夠使電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)仍然能夠具有良好的速度與位置響應(yīng)的策略。具體所做工作和取得的成果如下:
　　(1)基于傳統(tǒng)PID(Propotion Integral Deri

2、vative)控制方法不具有很強(qiáng)的魯棒性和現(xiàn)代的許多電機(jī)控制算法復(fù)雜的缺陷,文中給出了一種改進(jìn)的 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)速度與位置的計(jì)算方法。首先,在估計(jì)坐標(biāo)系中建立了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型;其次,為了解決電機(jī)運(yùn)行在暫態(tài)過(guò)程中轉(zhuǎn)子速度和位置估計(jì)不準(zhǔn)確的問(wèn)題,文中運(yùn)用了雙閉環(huán)穩(wěn)態(tài)控制模式。這種控制方法具有計(jì)算方法簡(jiǎn)單有效,系統(tǒng)響應(yīng)速度快并且易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。在 Matlab仿真

3、環(huán)境中,搭建了帶有SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)模塊的PMSM控制系統(tǒng)仿真模型,通過(guò)仿真對(duì)比可以看出電機(jī)運(yùn)行性能良好。
　　(2)為了解決電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)速度與位置估算不準(zhǔn)確的問(wèn)題,文中在應(yīng)用了永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器狀態(tài)估計(jì)方法的基礎(chǔ)上,引入了適用于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)的 PI調(diào)節(jié)器控制環(huán)節(jié)。當(dāng)電機(jī)在低速狀態(tài)運(yùn)行時(shí)(系統(tǒng)規(guī)定低速運(yùn)行范圍在0~20rpm),系統(tǒng)自動(dòng)切換(反

4、電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)平滑切換方法和復(fù)合方式平滑切換方法)至低速運(yùn)行模式,PI調(diào)節(jié)器對(duì)轉(zhuǎn)矩電壓的誤差項(xiàng)進(jìn)行采樣,來(lái)獲得電機(jī)的轉(zhuǎn)速信息。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),可以很清晰的看出,系統(tǒng)引入 PI調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)以后,電機(jī)無(wú)論是在高速運(yùn)行還是在低速運(yùn)行時(shí)都具有較為理想的運(yùn)行效果。
　　(3)針對(duì)以上給出的電機(jī)控制方法,文中對(duì)永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計(jì)。整個(gè)控制過(guò)程以 TI公司的 DSP2812(Digital Signal Process