含干擾觀測器的永磁同步電機位置控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、電機制造技術(shù)以及數(shù)字化控制技術(shù)的不斷發(fā)展,交流控制系統(tǒng)的應用范圍越來越廣泛。但是在一些應用場合,例如機械臂在提取和卸放重物的過程中,位置控制系統(tǒng)會受到外界負載擾動的影響,使得控制系統(tǒng)的性能下降。本文采用干擾觀測器的方法對負載擾動進行抑制。永磁同步電機位置控制系統(tǒng)常采用電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)和位置環(huán)的典型三閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)?？紤]到外部干擾對系統(tǒng)的影響,采用干擾觀測器的方法來提高位置跟隨的魯棒性。在分析干擾觀測器原理的基礎上，設計得到

2、了三閉環(huán)控制系統(tǒng)加干擾觀測器的位置控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。按照永磁同步電機的數(shù)學模型和電機參數(shù),對三環(huán)PID控制器的參數(shù)的計算方法進行了分析。在此基礎上，推導得出干擾觀測器的名義模型,并主要分析計算了其中的低通濾波器。
　　本文根據(jù)上面的永磁同步電機的位置控制策略,結(jié)合推導得到的數(shù)學模型,在MATLAB\SIMULINK軟件中搭建了整個控制系統(tǒng)。該軟件提供了豐富的仿真模型,包括三相橋式電路和永磁同步電機的模型。利用推導的模型參數(shù)對SVP

3、WM生成模塊、干擾觀測器模塊以及PI控制模塊進行了搭建,最后進行了仿真分析,仿真結(jié)果表明位置控制系統(tǒng)不僅能夠按要求跟隨給定,并且在加入干擾觀測器后,抗外界干擾能力得到了明顯的提高。本文搭建了永磁同步電機位置控制系統(tǒng)的硬件平臺。其中,控制電路采用TMS320F28027,該芯片具有體積小,功能強且成本低的優(yōu)點。為提高電流采樣的精度,設計了外部的電流采樣和高精度的AD轉(zhuǎn)換電路。最后進行了實驗驗證,測試了控制系統(tǒng)的速度環(huán)、位置環(huán)以及負載擾動對