永磁低速同步電動(dòng)機(jī)的一種新型DTC伺服系統(tǒng).pdf

1、針對(duì)傳統(tǒng)交流伺服系統(tǒng)采用的伺服驅(qū)動(dòng)器+減速器的結(jié)構(gòu)方案存在的系統(tǒng)傳動(dòng)效率降低、體積大、成本高、故障率高等問題,本文以無需機(jī)械減速器、直接驅(qū)動(dòng)式的電磁減速式永磁低速同步電動(dòng)機(jī)(LSPMSM)為研究對(duì)象,探討其新型的直接轉(zhuǎn)矩控制策略,同時(shí)對(duì)目前無傳感器控制存在低速控制性能差的缺點(diǎn),提出了新型的工程無PG控制策略,通過對(duì)上述控制方法的深入研究,構(gòu)建出了電磁減速式永磁低速同步電動(dòng)機(jī)的新型伺服控制系統(tǒng)。
　　 首先對(duì)永磁低速同步電動(dòng)機(jī)的研

2、究和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行深入研究,在此基礎(chǔ)上提出了永磁低速同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和功能,通過對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用功能的劃分,設(shè)計(jì)了嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件的初步方案。
　　 本文從永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型出發(fā),深入分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理,針對(duì)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制存在的磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大的問題,提出了基于滑模變結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)矩控制策略,通過Matlab仿真驗(yàn)證了新的控制方案能夠有效減小磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),改善了系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)

3、性能。
　　 為解決目前交流伺服系統(tǒng)無傳感器控制方法存在的控制精度較低、低速控制性能差的缺陷,本文提出了工程無PG的控制方案。首先分析了自適應(yīng)無傳感器控制方法,通過Matlab的建模和仿真,驗(yàn)證了其方法的有效性和可行性。在自適應(yīng)無傳感器控制方法的基礎(chǔ)上,研究了工程無:PG的方法進(jìn)行改進(jìn),其方案是使用一只接近開關(guān)來檢測(cè)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)速區(qū)的轉(zhuǎn)速,推算出校正公式,對(duì)估算轉(zhuǎn)速進(jìn)行進(jìn)一步的校正,提高轉(zhuǎn)速的估算精度。并對(duì)最小二乘法的參數(shù)辨識(shí)方案在

4、伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。
　　 在理論研究的基礎(chǔ)上,基于嵌入式技術(shù),完成了電磁減速式永磁低速同步電動(dòng)機(jī)新型DTC伺服系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)。硬件部分主要以ColdFire系列32微控制器MCF52235為核心,對(duì)主控制器電路、信號(hào)采集電路、功率驅(qū)動(dòng)電路及系統(tǒng)電源電路、操作面板等進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和分析。軟件部分采用模塊化軟件設(shè)計(jì),將伺服系統(tǒng)軟件分解成若干個(gè)功能模塊,詳細(xì)分析了信號(hào)轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)器算法、驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生模塊、轉(zhuǎn)矩、磁鏈和