船舶電動(dòng)舵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文主要針對(duì)船舶主舵—翼舵系統(tǒng)中的主舵轉(zhuǎn)舵電伺服系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究與實(shí)現(xiàn)。采用TMS320F2812型號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器作為控制器主控單元，永磁同步電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)完成。內(nèi)容包括伺服系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)化及調(diào)制技術(shù)研究、系統(tǒng)伺服控制器設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)以及軟硬件聯(lián)調(diào)試驗(yàn)。 在系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)中，對(duì)系統(tǒng)從整體結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用半閉環(huán)結(jié)構(gòu)；對(duì)所用主要部件如數(shù)字信號(hào)處理器、執(zhí)行電機(jī)、功率模塊等的選型

2、進(jìn)行了論證。 在研究矢量控制的基礎(chǔ)上對(duì)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化。以兩相靜止坐標(biāo)系下的參考量為輸入量對(duì)空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并以減小開(kāi)關(guān)損耗為目的對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化。 在伺服控制器設(shè)計(jì)中，采用位置、速度、電流三閉環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以實(shí)際工程應(yīng)用為目的，在內(nèi)部的電流、速度環(huán)中采用PI調(diào)節(jié)，外部的位置環(huán)采用變結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)。經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證控制器有優(yōu)良的電流性能、快速的跟隨性能和準(zhǔn)確的定位性能，效果令人滿意。 在硬件設(shè)計(jì)中，分別進(jìn)

3、行了系統(tǒng)的主回路、功率單元、控制單元、接口電路以及可靠性的設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)中說(shuō)明了每部分設(shè)計(jì)的原因以及注意問(wèn)題，介紹了一些重要電子元器件及其參數(shù)的選擇。最后用PCB畫(huà)板進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。 在軟件設(shè)計(jì)中，進(jìn)行了主程序及各中斷子程序的設(shè)計(jì)，并給出程序流程圖，對(duì)轉(zhuǎn)子初始定位、測(cè)速以及定位等關(guān)鍵子程序更是給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。 最后，對(duì)所設(shè)計(jì)的軟件與硬件部分進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)試，使系統(tǒng)在不同條件下運(yùn)行，分別測(cè)量了電流、轉(zhuǎn)速及位置的試驗(yàn)結(jié)果