永磁同步电机伺服控制系统研究

发布时间：2017-04-05 13:56

  本文关键词：永磁同步电机伺服控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伺服控制系统在工业控制和家用电气等领域的应用越来越广泛,人们对伺服控制产品的性能、功能及性价比要求也越来越高。以数字信号处理技术为基础、以永磁同步电机为执行电机、采用高性能控制策略的全数字化永磁同步交流伺服控制系统必将成为伺服控制系统发展的趋势。 本文通过对永磁同步电机进行了建模,提出了永磁同步电机的数学模型。分析了永磁同步电机矢量控制的原理和特点,选取了采用基于i_d=0转子磁场定向的方案,确立了基于矢量控制PMSM三闭环调节的伺服控制系统的实施方案。文中给出了伺服系统的设计及伺服控制中的一些控制策略,并进行了仿真验证,表明该方案是切实可行的。在此基础上,确立了以MC56F8357为核心的永磁同步电机伺服驱动控制器的硬件系统,搭建了相应的试验平台。在Codewarrior集成开发环境下完成了整个伺服控制系统的软件设计,并在PC Master的基础上完成了伺服控制系统上位机控制界面的设计。实验及使用证明,所研制的试验软硬件平台能很好地完成永磁同步电机位置伺服控制功能,能够完全满足高性能伺服控制系统的基本要求。
【关键词】：永磁同步电机 矢量控制 伺服控制 MC56F8357
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TM341
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 伺服系统发展概况9-10
• 1.2 交流伺服系统简介10-15
• 1.2.1 伺服系统组成10-11
• 1.2.2 交流伺服电机11-13
• 1.2.3 位置检测13-15
• 1.3 交流伺服系统的性能指标15-16
• 1.4 交流永磁同步电机伺服系统国内外技术现状与发展趋势16-19
• 1.5 课题意义与本文主要研究内容19-21
• 第二章 永磁同步电动机的矢量控制21-30
• 2.1 永磁同步电动机的数学模型21-24
• 2.2 永磁同步电动机矢量控制策略24-29
• 2.2.1 矢量控制原理24
• 2.2.2 矢量控制策略分析24-25
• 2.2.3 i_d=0控制方式的特点25-26
• 2.2.4 i_d=0控制方式的实施26-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 永磁同步电动机的伺服控制30-49
• 3.1 永磁同步电动机伺服系统的设计30-36
• 3.1.1 电流调节器的设计31-32
• 3.1.2 速度调节器的设计32-34
• 3.1.3 位置调节器的设计34-36
• 3.2 伺服控制中相关控制策略36-45
• 3.2.1 空间矢量脉宽调制(SVPWM)36-41
• 3.2.2 直流母线电压纹波补偿41
• 3.2.3 遇限削弱积分PI控制算法41-43
• 3.2.4 抗摆动处理43-44
• 3.2.5 速度斜坡处理44-45
• 3.3 伺服控制系统仿真研究45-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 永磁同步电机伺服控制系统硬件设计49-64
• 4.1 DSP控制器部分49-55
• 4.1.1 DSP芯片的概述49-51
• 4.1.2 Freescale芯片与TI芯片的功能比较51-55
• 4.2 控制板电路55-62
• 4.2.1 主回路电路55
• 4.2.2 检测电路55-58
• 4.2.3 保护电路58-59
• 4.2.4 驱动电路59-60
• 4.2.5 显示电路(LCD、LED、PC Master)60-61
• 4.2.6 电源设计61-62
• 4.3 硬件电路调试62-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 永磁同步电机伺服控制系统软件设计64-75
• 5.1 DSP软件控制程序64-72
• 5.1.1 Codewarrior集成开发环境介绍65-66
• 5.1.2 主程序设计66-68
• 5.1.3 定时中断服务程序68-71
• 5.1.4 按键中断服务程序71-72
• 5.2 上位机控制程序72-74
• 5.3 本章小结74-75
• 第六章 实验结果及其分析75-86
• 6.1 实验结果及其分析75-85
• 6.1.1 速度控制76-78
• 6.1.2 位置控制78-85
• 6.2 本章小结85-86
• 总结与展望86-88
• 附录88-94
• A.Codewarrior参数设置88-89
• B.PC Master参数设置89-91
• C.电机控制相关Bean介绍91-94
• 参考文献94-100
• 攻读硕士学位期间发表的论文100-101
• 致谢101

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘清;基于自抗扰控制器的永磁同步电机伺服系统控制策略的研究及实现[D];天津大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 凌刚;基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究[D];安徽工程大学;2010年

2 潘胤卓;舰炮自动化弹库交流伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 肖建民;基于单相—三相变换器的电机控制系统研究[D];浙江大学;2011年

4 杜栩扬;永磁同步电机转子位置自检测技术的研究[D];南京航空航天大学;2010年

5 陈影;关节电机过载温度场及线性传感磁场优化的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 师超超;基于PLC的运动控制器设计及其在工业CT中的应用[D];重庆大学;2011年

7 谢玉春;交流永磁同步电机伺服系统控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

8 刘颖;基于转子精确定位的伺服电机控制策略研究[D];哈尔滨理工大学;2011年

9 强珊珊;电动汽车的电机驱动控制技术研究[D];安徽工程大学;2011年

10 董亚娟;全数字交流永磁同步电机控制系统研究与设计[D];西北工业大学;2007年

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本文编号：287085