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基于DSP的交流伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf_第1頁(yè)
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1、伺服系統(tǒng)在家用電器和工業(yè)控制領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用,它主要分為兩大類(lèi):直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)。直流伺服系統(tǒng)以其優(yōu)良的控制性能,曾在20世紀(jì)70年代得到廣泛應(yīng)用,然而近年來(lái)隨著微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)和永磁材料業(yè)的飛速發(fā)展,特別是先進(jìn)控制理論和策略的發(fā)展及應(yīng)用,使得交流伺服電機(jī)和交流伺服系統(tǒng)的控制性能已經(jīng)完全可以與直流伺服系統(tǒng)匹配,所以交流伺服系統(tǒng)興起,并逐漸取代了直流伺服系統(tǒng)的地位。在交流伺服系統(tǒng)行列中,由于現(xiàn)代永磁材料性能的不斷提高和

2、成本價(jià)格的不斷下降,使用永磁體做轉(zhuǎn)子的永磁同步電機(jī)得到廣泛應(yīng)用,交流永磁同步伺服系統(tǒng)也逐漸發(fā)展成為交流伺服系統(tǒng)的主流方向。
  論文介紹了交流伺服系統(tǒng)的研究背景和相關(guān)知識(shí),包括它的組成、控制方式、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。在敘述幾種常用坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上建立了交流永磁同步電機(jī)在dq坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型,對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究后提出了幾種不同的矢量控制方案,經(jīng)過(guò)詳細(xì)對(duì)比分析各種控制方案的優(yōu)缺點(diǎn),確立了id=0的控制策略并給出了實(shí)現(xiàn)框圖。分析了空間電壓

3、矢量脈寬調(diào)制技術(shù)SVPWM的相關(guān)原理和實(shí)現(xiàn)方法,SVPWM是本文的核心部分之一。
  論文完成了以DSP為控制核心的交流伺服系統(tǒng)軟硬件的詳細(xì)設(shè)計(jì)。在硬件電路方面,對(duì)控制芯片做了簡(jiǎn)要介紹,然后對(duì)控制器電路、主功率電路和檢測(cè)電路等每個(gè)子模塊進(jìn)行了詳細(xì)的描述和設(shè)計(jì),系統(tǒng)是典型的三閉環(huán)控制結(jié)構(gòu),采用光電編碼器檢測(cè)并反饋位置和速度信號(hào)實(shí)現(xiàn)位置環(huán)和速度環(huán)的閉環(huán)控制,采用霍爾傳感器檢測(cè)并反饋電流信號(hào)實(shí)現(xiàn)電流環(huán)的閉環(huán)控制;在軟件設(shè)計(jì)方面,介紹了主

4、程序框圖,然后對(duì)包括PWM中斷子程序、轉(zhuǎn)子初始位置確定子程序、轉(zhuǎn)速計(jì)算子程序、SVPWM生成子程序和PID控制器子程序在內(nèi)的所有部分都做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明和給出了程序流程圖,尤其對(duì)PID控制器算法做了抗積分飽和的改進(jìn)。
  最后論文完成了PCB設(shè)計(jì),并結(jié)合本系統(tǒng)的特點(diǎn)說(shuō)明了PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn);介紹了軟件開(kāi)發(fā)集成環(huán)境CCS以及函數(shù)庫(kù)IQmath的功能和使用方法;給出了系統(tǒng)調(diào)試的步驟,并分析了相電流和PWM的波形,分析結(jié)果表明

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