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《华中科技大学》 2010年
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永磁同步电机伺服驱动器的研究与设计

黄杰  
【摘要】:由于永磁同步电机(PMSM)具有体积小、结构简单、效率高、性能好等优点,采用PMSM的交流伺服系统越来越广泛地应用在数控机床、工业机器人、工业生产设备等领域。本文对永磁同步电机伺服驱动器的设计进行了详细研究。 本文首先分析了课题研究的背景和意义,介绍了交流伺服系统的国内外发展现状与趋势。然后在介绍坐标变换原理的基础上,给出了PMSM在同步旋转坐标系下的数学模型,分析了采用id = 0控制策略时矢量控制方法的技术要点。 本文阐述的重点是永磁同步电机伺服驱动器的软、硬件设计。在硬件设计部分,本文首先给出了整体硬件设计方案:控制电路采用TMS320LF2407A DSP作为主控芯片,功率电路采用三菱公司的PS21767智能功率模块作为核心器件。然后对控制电路、主电路和辅助电源电路各部分设计当中的电路原理、器件选型、电路实现与参数计算等问题进行了全面、详细的阐述。 在软件设计部分,本文首先介绍了系统采用的变量数据格式,给出了整体的软件设计框图,分析了各部分模块需要实现的功能。然后对初始化程序和核心控制程序部分的设计进行了详细说明并给出了软件流程图。针对初始化程序中的电机转子初始定位问题给出了实现方法,分析了角度误差对系统运行产生的影响,提出了处理措施;针对核心控制程序,介绍了调节器的数字化实现,对位置环、速度环和电流环各部分,分别给出了软件流程图并做了详细说明。 本文最后给出了物理实验结果,做了相关分析,验证了设计的正确性与可行性。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM341

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘超;永磁同步电机低速检测与控制[D];山东大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 陈翠;孙衢;王旭光;;基于EKF的感应电机无速度传感器控制系统[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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8 侯向远;吴小兰;;异步电动机矢量控制调速系统的MATLAB/SIMULINK仿真[A];第十五届全国煤矿自动化学术年会和中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会学术会议论文集[C];2005年
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10 赵影;李宏毅;信建国;;基于DSP控制的高功率因数电力变换器的研究[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨金辉;数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D];湖南大学;2010年
2 万宇宾;交流伺服系统自适应滑模控制理论与方法研究[D];华中科技大学;2010年
3 王晋;多相永磁电机的理论分析及其控制研究[D];华中科技大学;2010年
4 庞珽;混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究[D];华中科技大学;2010年
5 张红娟;变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究[D];太原理工大学;2011年
6 赵国新;变频电源供电永磁同步电动机几个关键技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
7 王松;永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D];北京交通大学;2011年
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9 陈仲伟;基于飞轮储能的柔性功率调节器关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
10 覃海涛;交流伺服系统自调整技术研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
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4 葛金法;感应电机矢量控制系统研究与实现[D];浙江理工大学;2010年
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7 王彬;船舶多航态对减摇鳍电伺服系统影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王嘉男;海洋潜器全方位推进器主轴控制系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾聪;刘涤尘;;空间矢量脉宽调制技术的算法及其仿真研究[J];电力科学与工程;2009年08期
2 张刚;姬宣德;;基于DSP控制器的M/T测速方法研究[J];甘肃科技;2008年14期
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9 韩京清,王伟;非线性跟踪─微分器[J];系统科学与数学;1994年02期
10 孙凯;许镇琳;邹积勇;;基于自抗扰控制器的永磁同步电机速度估计[J];系统仿真学报;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈娟;伺服系统低速特性与抖动补偿研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩啸一;基于空间电压矢量控制的三相电压型PWM整流器的研究[D];北京交通大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 任雷,崔芮华,王宗培,程智;永磁同步电机绕组电感的饱和效应[J];电工技术学报;2000年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 田淳;无位置传感器同步电机直接转矩控制理论研究与实践[D];南京航空航天大学;2002年
2 窦汝振;高性能永磁交流伺服系统及其新型控制策略的研究[D];天津大学;2003年
3 陈宏;基于重复控制理论的逆变电源控制技术研究[D];南京航空航天大学;2003年
4 林伟杰;永磁同步电机伺服系统控制策略的研究[D];浙江大学;2005年
5 曾玉金;高性能交流伺服系统及其复合控制策略研究[D];浙江大学;2005年
6 王丽梅;基于高频信号注入的永磁同步电动机无位置传感器控制[D];沈阳工业大学;2005年
7 王庆义;交流变频驱动系统关键技术及应用研究[D];华中科技大学;2008年
8 罗慧;感应电机全阶磁链观测器和转速估算方法研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 包辉;同步电机变频调速系统的研究[D];浙江大学;2003年
2 廉晨龙;基于DSP的新型交流伺服控制系统研究[D];浙江大学;2004年
3 刘日宝;全数字永磁交流伺服驱动系统的研究[D];南京航空航天大学;2004年
4 赵春水;全数字永磁同步电机位置伺服系统研究[D];天津大学;2004年
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7 杨薇薇;无电流传感器的平缝机交流伺服驱动器研究[D];华中科技大学;2005年
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【相似文献】
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1 严伟灿;周立新;刘栋良;;永磁同步电机交流伺服系统的研究与应用[J];电机与控制应用;2010年05期
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3 凌有铸;刘丙友;;永磁同步电机交流伺服系统检测电路[J];机电工程;2007年06期
4 谢玉春;杨贵杰;崔乃政;;高性能交流伺服电机系统控制策略综述[J];伺服控制;2011年01期
5 万山明;吴芳;黄声华;;永磁同步电机超低速下的转速检测及控制[J];微电机;2007年08期
6 谢成祥;曾庆军;许德;;交流伺服系统的串级滑模变结构控制[J];电气自动化;2001年02期
7 曹晓辉;史云珠;;高性能永磁交流伺服系统研究[J];火力与指挥控制;2009年08期
8 薛青;花银群;程广贵;李健;;基于永磁同步电机的高性能交流伺服控制系统研究[J];科学技术与工程;2009年01期
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10 朱清祥;翁惠辉;聂汉平;;高性能电梯用无齿轮低速永磁同步电机控制系统的研究[J];中国科技信息;2007年11期
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1 郭农生;周元钧;;改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法[A];第十五届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2010年
2 盛义发;喻寿益;洪镇南;;一种新颖的永磁同步电机直接转矩控制方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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6 于海生;王海亮;赵克友;;负载未知时永磁同步电机的哈密顿控制方法[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
7 陈益广;;永磁同步电机分数槽集中绕组的槽极数配合及磁动势[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
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9 盛义发;喻寿益;洪镇南;高金生;;永磁同步电机直接转矩控制系统的开关频率优化及其模糊控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 徐艳平;曾光;申明;;永磁同步电机的直接转矩控制及其数字仿真[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
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3 罗晖;尤尼康欲领航国产高端变频器市场[N];科技日报;2008年
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10 史玉成;电梯节能企业技术研发是关键[N];中国质量报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 张辉;永磁同步电机变频驱动鲁棒控制策略研究[D];中国矿业大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 于中伟;基于直接转矩控制的永磁同步电机伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 肖杨柳;基于模糊控制的永磁同步电机无位置传感器驱动系统[D];湖南大学;2010年
8 黄盟芝;永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究[D];青岛科技大学;2010年
9 周林波;基于DSP对永磁同步电机直接转矩控制技术的研究[D];武汉科技大学;2010年
10 沈围;低速大转矩永磁同步电机控制系统研究[D];北京交通大学;2011年
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