基于DSP的全數(shù)字低壓直流伺服控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、永磁無刷直流電機具有效率高、調(diào)速性能好、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事等領(lǐng)域。全數(shù)字控制器是保證伺服系統(tǒng)高精度、高響應(yīng)等性能指標(biāo)的關(guān)鍵部分，以高性能數(shù)字信號處理器為核心的全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)在國內(nèi)仍是研究的熱點之一。
　　針對軍用設(shè)備對伺服系統(tǒng)低電壓大功率、高可靠性的要求，本文以MAXON永磁無刷直流電機為控制對象，建立了無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型和仿真模型，優(yōu)化了伺服控制系統(tǒng)的控制算法，設(shè)計了具有位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)

2、的三閉環(huán)全數(shù)字低壓直流伺服控制系統(tǒng)，通過實驗對系統(tǒng)原型樣機進行了驗證。
　　首先分析了無刷直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型，提出了三閉環(huán)全數(shù)字低壓直流伺服控制系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)。分析了直流伺服控制系統(tǒng)各種PWM調(diào)制方法的優(yōu)缺點，優(yōu)選了適合全數(shù)字低壓直流伺服控制系統(tǒng)的PWM調(diào)制方法。
　　其次基于Matlab/Simulink，建立了無刷直流電機的三閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真模型。提出了自適應(yīng)模糊PID控制算法應(yīng)

3、用于伺服控制系統(tǒng)的位置環(huán)，仿真結(jié)果表明相對于傳統(tǒng)PID控制算法，低壓直流伺服控制系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)性能有較好的改善。
　　然后設(shè)計了基于高性能數(shù)字信號處理器的三閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)的原型樣機。硬件系統(tǒng)包括三相逆變器、電壓電流檢測、位置傳感處理等模塊。軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法，包括主程序和中斷服務(wù)子程序。中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)了電流采樣、PID控制算法、換相控制等功能。
　　最后對原型樣機進行了軟硬件調(diào)試、系統(tǒng)性能測試。實驗結(jié)果表明所設(shè)