交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及其通訊技術(shù)的研究.pdf

1、伺服系統(tǒng)作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的重要驅(qū)動(dòng)源之一，是工業(yè)自動(dòng)化不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)，在許多高科技領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。數(shù)控系統(tǒng)作為伺服電機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)伺服系統(tǒng)提出了特殊的要求。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮現(xiàn)今數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向和對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的要求。隨著數(shù)控系統(tǒng)本身復(fù)雜性的不斷增長(zhǎng)，為適應(yīng)市場(chǎng)需求，數(shù)控系統(tǒng)逐漸朝著開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的方向發(fā)展。而基于Windows系統(tǒng)的開(kāi)放型數(shù)控系統(tǒng)面臨的一個(gè)很大的問(wèn)題就是如何在非實(shí)時(shí)性的Win

2、dows操作系統(tǒng)中運(yùn)行實(shí)時(shí)性任務(wù)。如何設(shè)計(jì)一個(gè)伺服控制系統(tǒng)，能夠以另一種方法解決Windows系統(tǒng)下的實(shí)時(shí)性問(wèn)題；如何能夠做到多個(gè)伺服控制器同時(shí)服務(wù)于數(shù)控系統(tǒng)并使其聯(lián)動(dòng)。
　　本文以上面兩個(gè)問(wèn)題為中心，分析了伺服控制系統(tǒng)與主機(jī)之間的通訊問(wèn)題。開(kāi)放型數(shù)控系統(tǒng)與Windows的實(shí)時(shí)通訊是伺服電機(jī)控制指令的承載體，實(shí)時(shí)通訊的可靠性及傳輸速率等性能直接影響著數(shù)控系統(tǒng)的性能。本文選擇了基于USB2.0協(xié)議的通訊接口，以獲得高速的通訊速度和伺

3、服系統(tǒng)可擴(kuò)展性能。同時(shí)，本文還設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了伺服系統(tǒng)指令存儲(chǔ)緩沖區(qū)。設(shè)計(jì)合理的指令緩沖區(qū)能夠大大緩解通訊延遲，提高嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制性能。
　　為取得良好的電機(jī)控制性能，本文以交流電機(jī)的矢量控制理論為基礎(chǔ)建立了永磁同步電機(jī)的矢量解耦控制模型，并以這個(gè)模型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了基于DSP+FPGA架構(gòu)的伺服控制系統(tǒng)，在DSP和FPGA上實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的矢量控制算法。同時(shí)還設(shè)計(jì)了高速高精度的電流檢測(cè)電路，速度檢測(cè)電路，使控制系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)位置、速度、