模糊控制在永磁同步電動機控制系統(tǒng)的應(yīng)用.pdf

1、電腦橫機是一種機電一體化設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及到電力電子技術(shù)、電機技術(shù)、微電子技術(shù)和控制技術(shù)等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。電腦橫機主要是由傳動機構(gòu)、給紗機構(gòu)、牽拉機構(gòu)、針床機構(gòu)和整機控制系統(tǒng)等部分組成。文章主要針對里面的傳動機構(gòu)進行研究。傳動機構(gòu)的穩(wěn)定性和控制精度對于電腦橫機的編制速度和工作效率關(guān)系重大。電腦橫機的傳動機構(gòu)通常都采用伺服電機進行控制，伺服電機控制系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性直接影響著電腦橫機的性能。近年來，交流伺服系統(tǒng)取得了飛速的發(fā)展，隨著

2、高性能永磁材料的問世，特別是釹鐵硼材料的產(chǎn)生，以永磁同步電機(PMSM)為執(zhí)行元件的交流伺服系統(tǒng)逐漸成為了現(xiàn)代交流電機伺服系統(tǒng)的主流。
　　 本文首先介紹了永磁同步電動機交流伺服調(diào)速系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并且主要針對永磁同步電動機伺服控制系統(tǒng)的控制理論與硬件系結(jié)構(gòu)進行了深入研究。
　　 傳統(tǒng)的永磁同步電機控制器一般采用常規(guī)PID控制，該控制器要求控制系統(tǒng)具有精確的數(shù)學(xué)模型，便于對控制規(guī)律進行調(diào)控。但是在實際中，電腦橫

3、機的運動規(guī)律比較復(fù)雜，特別是其傳動機構(gòu)對控制性能有比較高的要求，這就使得常規(guī)的PID控制器已經(jīng)很難滿足電腦橫機伺服控制系統(tǒng)的要求。在這個前提下，智能控制應(yīng)運而生。本文深入研究了交流伺服驅(qū)動基本原理，并在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于模糊控制算法的新的永磁同步電動機交流伺服控制系統(tǒng)。模糊控制作為智能控制策略的一種，具有不依賴于對象的數(shù)學(xué)模型、魯棒性強等優(yōu)點。利用模糊控制算法構(gòu)成的模糊-PI控制器，具有結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，能夠很好地克服系統(tǒng)中的各

4、種不確定因素，從而有效的改善了系統(tǒng)的控制性能。
　　 首先，本文再dq坐標(biāo)系下建立了PMSM的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上對矢量控制原理和矢量控制常用的控制方法進行了分析和闡述，并最終給出了基于id=0的矢量控制方案。本文在理論上對空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)做了較詳細(xì)的理論闡述。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合模糊控制算法，利用MATLAB建立了永磁同步電機矢量控制的仿真模型，并對仿真結(jié)果進行了分析。
　　 在硬件上，本文在臥龍公司對

5、于電腦橫機硬件控制電路的基礎(chǔ)上，利用TI公司的DSP控制芯片TMS320F2810，結(jié)合三菱的IPM智能功率模塊PS21865，以PMSM為控制對象，加上一些必要的硬件設(shè)備，完成了對于PMSM數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計工作。在該系統(tǒng)中，我們利用DSP來控制SVPWM產(chǎn)生六路PWM波來控制IPM模塊，從而驅(qū)動PMSM運行。本文還設(shè)計了電流檢測電路、鍵盤顯示電路、DSP電源電路、開關(guān)電源電路，以及保護電路等，使電機能夠安全、穩(wěn)定的運