数字伺服系统电流环影响因素的研究

发布时间：2017-11-13 07:00

  本文关键词：数字伺服系统电流环影响因素的研究

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【摘要】：随着伺服系统在先进加工、机器人、航天等领域的广泛应用,伺服系统的高性能受到了越来越多的重视,而且随着开关功率器件的广泛应用以及微处理器的性能大幅度提高的情况下,伺服系统已基本实现数字化。数字化电流环其控制对象主要包括电机以及逆变器,另外由采样量化,滤波等环节引起的数字环路延时等对电流环都具有一定的影响。带宽决定着系统的动态响应性能,其影响因素主要包括采样延时以及由PWM占空比更新引发的逆变器输出延时。预测控制是基于电机及逆变器模型的一种预测控制方法,由其原理可知该策略能提高系统的动态响应,直接预测控制与无差拍预测控制是其中比较典型的两种,两种策略的差别在于电压矢量生成方式的不同。对PMSM及逆变器建模,介绍了SVPWM原理,在此基础上给出伺服系统电流环经典结构图,根据工程设计方法对其进行简化分析,得到实用的电流环框图,结合框图分析对电流环起影响的主要因素,基于本文的电机参数进行仿真证实设计的有效性,然后根据工程设计结果设计出双闭环系统,为后续实验做基础。对电流环带宽进行理论推导,分析其主要影响因素并在一定的约束条件下得到其精确的公式,分析三种采样方式及占空比更新时序得到各自的带宽,显示了DSDU(单载波周期内电流双采样双更新)方式在提高电流环系统的带宽上要优于SSSU(单载波周期内电流单采样单更新)的两种模式,并通过进一步的实验证明了推理的正确性。细致的介绍了电流预测控制原理,主要对直接预测控制(direct predictive control—DPC)和无差拍控制(dead-beat control—DBC)进行了细致的分析,两者区别主要在于生成矢量电压方式的不同,从控制频率与开关频率关系对比分析了二者的性能,根据上述结果给出了其转矩性能方面的对比,最后给出了两种策略在提高系统电流环带宽的实验,证实了两种策略都要优于SSSU与DSDU方式,验证了其对提高系统动态响应的有效性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM921.541

【参考文献】

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1 黄声华;吴芳;;永磁交流伺服系统国内外发展概况[J];微特电机;2008年05期

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本文编号：1179566