基于DTC的伺服驅動器的研究與設計.pdf

1、隨著電力電子技術、現(xiàn)代控制理論和數(shù)字信號處理器的發(fā)展,伺服系統(tǒng)在工業(yè)控制中獲得了越來越多的應用。伺服系統(tǒng)中,伺服電機和伺服驅動器組成了伺服系統(tǒng)的核心。國外已經有了相對成熟的伺服產品,而國內對于高性能的伺服產品的需求依然以進口為主,在這種背景下,本文研究并設計了基于永磁同步電機的伺服驅動器。
　　本文結構分為兩部分:理論研究和構建實驗平臺。具體內容如下:
　　1、通過對永磁同步電動機的數(shù)學建模,分別研究了基于開關表的常規(guī)DTC

2、和基于空間電壓矢量的SVM-DTC。針對常規(guī)DTC中轉矩磁鏈脈動大的缺點,通過引入預測空間電壓矢量來代替開關表,提升系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能。仿真結果表明,基于SVM-DTC的控制策略,磁鏈和轉矩脈動明顯減小,定子電流波形平滑。
　　2、分析了永磁同步電機的無速度傳感器控制方案。在比較了各種控制算法優(yōu)缺點的基礎上,實現(xiàn)了滑模觀測器。針對滑模觀測器估計轉速抖動和轉子位置偏差的問題,本文引入擴展的卡爾曼濾波器代替模型中的低通濾波器。仿真結果

3、表明:引入的擴展卡爾曼濾波器能有效降低滑模觀測器中估計轉速的抖動,提高轉子位置的估計精度。
　　3、構建了伺服驅動器的軟硬件實驗平臺。硬件部分主要設計并完成了基于DSP核心控制模塊和基于 IPM的功率驅動模塊。核心控制模塊主要完成了DSP的最小系統(tǒng)設計;功率驅動模塊主要完成了IPM的外圍電路、電流電壓采樣電路、光耦隔離電路、保護電路等。軟件部分采用模塊化的設計,包括主程序和各中斷子程序。在CCS2.0的環(huán)境下進行編譯和調試,最終實