交流永磁同步伺服系统研究.pdf

江苏大学

硕士学位论文

交流永磁同步伺服系统研究

姓名：张运芳

申请学位级别：硕士

专业：电力电子与电力传动

指导教师：陈荣

20090601
摘要关键词：永磁同步电机，数字信号处理器，矢量控制，伺服系统，空间矢量制系统在工业领域也具有越来越广泛的应用前景。永磁同步电动机因其优良的性江苏大学硕士学位论文随着材料技术、电力电子技术、控制理论、计算机技术、微电子技术的快速发展以及电动机制造工艺水平的逐步提高，交流永磁同步电机(PMSM)伺服控能和多样的结构，在工农业生产、只常生活、航空航天和国防等各个领域中得到了广泛应用。为获得高性能、高精度的执行效果，需要使用变频电源对永磁同步电动机进行驱动和控制。因此，永磁同步电动机伺服控制系统的研究具有重要的理论意义和实用价值。本论文在分析了PMSM结构、数学模型的基础上采用Tl公司专用于电机控制的DSPTMS320F2812数字信号处理器作为核心，开发了全数字化的交流永磁同步电机矢量控制伺服系统。本文从研究背景和选题意义出发，首先对交流永磁同步伺服系统的发展概况进行了介绍，接着阐述了永磁同步电机的数学模型、工作原理以及矢量控制原理，并对电压空间矢量脉宽调制(SvPwM)原理和实现算法进行了详细的说明。在矢量控制原理的基础上，本文详细讨论了永磁同步电机矢量控制的四种电流控制方法，结合本课题所采用的面装式永磁同步电机，选用匕=O的转子磁场定向矢量控制方法。根据自动控制理论，详细分析了永磁同步电机伺服系统各组成部分的构成与数学模型，按照自动控制系统调节器的工程设计方法，完成了整个系统三个环节的设计，并对系统进行了仿真，研究了系统的稳定性。随后，本文按照系统设计的硬件和软件展丌叙述。在硬件部分，介绍了系统的微处理器及其外围电路、主回路、功率模块、检测电路和系统保护电路；在软件部分，介绍了控制程序的设计思想、主程序以及定时器1下溢中断程序结构，并举例介绍了几个功能子程序的实现过程，如转子位置与速度调节程序、电流采样与调节程序、SVPWM程序等。最后，对整个系统的实验平台进行了实验调试，最终结果表明该系统已能够满足高性能伺服系统的基本要求。
Thennarratived．The江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWithcurrent(AC)permanentmotor(PMSM)servolive，aviation，spacefli曲tdefense．Weimportant．Thisthrou曲usingsignificancedesigneddesigndesign；indesign，thisconfigurations，PMSMPMSMPMSM，empoldersTMS320F281PMSM．ThenMcircuit；thethedevelopmentofmaterialtechnology，powerelectronicstechnology，controltheory，computertechnology，miero-electronicstechnologyandimprovementmotormanufacturelevel，alternatingmagnetsynchronoussystemiswidelyusedinallkindsindustryareas．Foritsexeellentperformancevariousmanyfields，suchagriculture，human’Snationaldrivewithfrequeneyconversionelectricalgainmoreexcellentprecision．Soresearchtimingverythesis，basedanalyzingmathematiesmodeldigital2TICompanyitSThisthesisfrombackgroundtopic，introducesgeneralsituationAConlymathematicmodel，operationprinciplebasictheoryforilluminated，butalsoalgorithmvoltagespacepulsewidthmodulationanalyzed．Onbasiscontrol，fourmethodsdiscusseddetail．Itsuggeststhatfield—orientationof／d=0bechosen，inviewsurfacemounteditem．Basedautomationtheory，theconfigurationmathematicalpallsanalyzedcarefully．Thethreeloopshelpengineeringmetho