基于自抗擾控制的永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的研究.pdf

1、伺服系統(tǒng)是先進數(shù)控機床和工業(yè)機器人的核心部件之一，隨著電力電子技術、現(xiàn)代控制技術以及數(shù)字信號處理技術的發(fā)展，交流伺服系統(tǒng)在很多領域已經慢慢地取代了直流伺服系統(tǒng)。永磁同步電機以其高效率、高功率因數(shù)、價格適中等優(yōu)點，被廣泛地應用于伺服系統(tǒng)中。本文研究了一種以自抗擾控制技術為核心的永磁同步電機伺服系統(tǒng)，用新型的控制方法代替了傳統(tǒng)的PID控制方法，能充分提高伺服系統(tǒng)的精度以及抗干擾能力。
　　永磁同步電機是一個復雜的機電混合系統(tǒng)，對控制系

2、統(tǒng)具有較高的要求，而自抗擾控制是一種新型的控制技術，它由跟蹤微分器、擴張狀態(tài)觀測器以及非線性誤差反饋控制律組成，它結合了經典PID控制器以及現(xiàn)代控制理論的設計方法，非常適合用于伺服系統(tǒng)的控制。本文研究了自抗擾控制器的特性，自抗擾控制器的線性化方法及其參數(shù)配置過程，減少了自抗擾控制器參數(shù)的個數(shù)及簡化整定過程，研究了利用系統(tǒng)模型信息的自抗擾控制器，并進行仿真驗證。
　　通過深入研究永磁同步電機數(shù)學模型，找到了系統(tǒng)存在擾動的原因，并將自

3、抗擾控制器引入到永磁同步電機伺服系統(tǒng)中，根據永磁同步電機的數(shù)學模型，把系統(tǒng)的不確定項擴張為新狀態(tài)，通過擴張狀態(tài)觀測器對擾動實時觀測并對擾動進行補償。在此基礎上結合矢量控制設計了伺服系統(tǒng)的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)控制器，并在Matlab/Simulink中對系統(tǒng)的各個模塊進行建模，完成了伺服控制系統(tǒng)的整體仿真，驗證了控制策略的有效性。
　　最后，設計了基于 STM32處理器以及智能功率器件的伺服系統(tǒng)并設計了系統(tǒng)的驅動電路，電流檢測電路