永磁同步電機伺服系統(tǒng)及工件臺上位機軟件設(shè)計.pdf

1、交流伺服系統(tǒng)在傳動領(lǐng)域的發(fā)展日新月異，已經(jīng)成為工業(yè)自動化不可缺少的組成部分，永磁同步電機以其獨有的優(yōu)點已經(jīng)成為交流伺服系統(tǒng)最常用的執(zhí)行元件之一。本文以轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制為基礎(chǔ)，對永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的設(shè)計進行了深入的研究。其中包括以下幾個方面的內(nèi)容。
　　首先探討了永磁同步電機的結(jié)構(gòu)，基于三種坐標系之間的轉(zhuǎn)換，建立了永磁同步電機在坐標系中的數(shù)學(xué)模型，為控制方案的選擇打下了基礎(chǔ)。之后闡明了矢量控制的原理，進一步分析了id=0的矢

2、量控制，指出永磁同步電機的id=0控制是一種矢量解耦控制，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的線性化控制，達到直流電機的控制效果。
　　空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)具有對直流電壓利用率高、算法較容易實現(xiàn)、易于實現(xiàn)數(shù)字化等優(yōu)點，已經(jīng)成為交流電機控制中最常用的方法之一。本文對電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的理論和算法實現(xiàn)做了詳細的闡述和推導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上建立了仿真模型。
　　為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采用三閉環(huán)位置控制結(jié)構(gòu)。用兩種方法進行了伺服系統(tǒng)的控制器

3、設(shè)計。首先使用經(jīng)典的PID控制設(shè)計了系統(tǒng)的電流環(huán)、速度環(huán)以及位置環(huán)控制器，電流環(huán)和速度環(huán)采用PI控制器，位置環(huán)采用P控制器。其次研究了滑模變結(jié)構(gòu)控制器的原理及設(shè)計方法，分別設(shè)計了速度環(huán)和位置環(huán)的滑模變結(jié)構(gòu)控制器。
　　在此基礎(chǔ)上利用MATLAB/Simulink軟件建立了系統(tǒng)的仿真模型，首先搭建了SVPWM的模型，敘述了其實現(xiàn)的計算過程和子模塊的組成。在SVPWM方式下，構(gòu)建了整個系統(tǒng)，分別對電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)不同控制器進行了