基于DSP的永磁同步電機伺服系統(tǒng)控制方法的研究.pdf

1、伺服系統(tǒng)是數控機床的重要組成部分,而伺服系統(tǒng)的核心問題在于如何提高伺服驅動元件(電機)運行速度和轉子位置的控制精度。為了進一步提高對電機速度和位置的控制精度,并且便于系統(tǒng)的數字化實現。本文給出了一種改進的永磁同步電機速度與位置的計算方法,并在此方法的基礎上,給出了一種能夠使電機在低速運行時仍然能夠具有良好的速度與位置響應的策略。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的魯棒性和現代的許多電機控制算法復雜的缺陷,文中給出了一種改進的 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)速度與位置的計算方法。首先,在估計坐標系中建立了永磁同步電機的數學模型;其次,為了解決電機運行在暫態(tài)過程中轉子速度和位置估計不準確的問題,文中運用了雙閉環(huán)穩(wěn)態(tài)控制模式。這種控制方法具有計算方法簡單有效,系統(tǒng)響應速度快并且易于數字化實現的優(yōu)點。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,通過仿真對比可以看出電機運行性能良好。
　　(2)為了解決電機在低速運行時速度與位置估算不準確的問題,文中在應用了永磁同步電機無位置傳感器狀態(tài)估計方法的基礎上,引入了適用于轉子磁場定向矢量控制系統(tǒng)的 PI調節(jié)器控制環(huán)節(jié)。當電機在低速狀態(tài)運行時(系統(tǒng)規(guī)定低速運行范圍在0~20rpm),系統(tǒng)自動切換(反

4、電動勢過零點平滑切換方法和復合方式平滑切換方法)至低速運行模式,PI調節(jié)器對轉矩電壓的誤差項進行采樣,來獲得電機的轉速信息。通過仿真實驗,可以很清晰的看出,系統(tǒng)引入 PI調節(jié)環(huán)節(jié)以后,電機無論是在高速運行還是在低速運行時都具有較為理想的運行效果。
　　(3)針對以上給出的電機控制方法,文中對永磁同步電機無位置傳感器控制系統(tǒng)進行了硬件和軟件設計。整個控制過程以 TI公司的 DSP2812(Digital Signal Process