基于DSP的伺服系統(tǒng)控制及定位問(wèn)題的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，交流伺服系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于高精度高性能的伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。在工業(yè)應(yīng)用中，伺服控制系統(tǒng)要求滿足響應(yīng)速度快、調(diào)速范圍寬，定位精度高、運(yùn)行穩(wěn)定等性能指標(biāo)，伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)單元、控制器的設(shè)計(jì)和控制策略的優(yōu)化是關(guān)鍵技術(shù)。 本文以提高交流伺服系統(tǒng)性能為目的，選用綜合指標(biāo)優(yōu)的無(wú)刷直流電機(jī)為執(zhí)行電機(jī)，設(shè)計(jì)了基于DSP平臺(tái)的全閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)。先分析了無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，給出無(wú)刷電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，介紹其傳

2、遞函數(shù)和工作特性。討論了無(wú)位置傳感器反電勢(shì)檢測(cè)法，提出LMS自適應(yīng)噪聲抵消的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)換向位置的檢測(cè)，改進(jìn)采用端電壓檢測(cè)確定換向位置的方法，使電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)下仍有效工作。電機(jī)定位的問(wèn)題是本課題研究的重點(diǎn)，其快速性、高精度以及穩(wěn)定性都是伺服系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)，從幾方面進(jìn)行了討論．首先對(duì)于系統(tǒng)快速制動(dòng)，通過(guò)仿真分析比較，選用回饋制動(dòng)和反接制動(dòng)結(jié)合的方法，解決制動(dòng)的快速性；其次建立快速響應(yīng)、精確跟蹤目標(biāo)位置的全數(shù)字閉環(huán)伺服系統(tǒng)，

3、以TMS320LFDSP為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的核心控制器，使用霍爾電流和位置傳感器、光電編碼器進(jìn)行電流位置信號(hào)采集和速度計(jì)算。控制方法常規(guī)上采用PID控制，但PID在一些場(chǎng)合難以獲得滿意的控制效果，結(jié)合本系統(tǒng)的特點(diǎn)，引入智能控制算法，電流調(diào)節(jié)環(huán)用PI算法，速度環(huán)用滑模變結(jié)構(gòu)控制調(diào)節(jié)算法，這樣既能做到速度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，又能保證動(dòng)態(tài)無(wú)超調(diào)，穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差。為了兼顧伺服控制的快速性和精確性，增加位置控制環(huán)，完成系統(tǒng)的精確定位，本系統(tǒng)采用Fuzzy—PI結(jié)合的方