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《广东工业大学》 2016年
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永磁同步电机控制系统参数自整定研究

彭峰  
【摘要】:随着伺服控制技术的飞速发展,在实际应用中对伺服系统的要求也越来越高。永磁同步电机(PMSM)以其体积小、高效、高可靠性、低损耗、高功率密度、快响应等优点而被广泛地应用于实际应用中,逐渐成为了伺服系统执行机构的首选之一。因此,研究高性能、适应性强的永磁同步电机伺服系统具有重大的经济和社会效益。本文主要针对永磁同步电机伺服系统控制器参数自整定展开研究,从而提高伺服系统控制器的性能。首先,介绍了伺服系统和PID参数整定方法的发展现状及其未来发展趋势,分析了永磁同步电机的结构和数学模型,通过坐标变换得到了d-q坐标系下永磁同步电机的数学模型。介绍了矢量控制的原理,并采用了id=0的矢量控制方法作为本系统的控制策略。其次,设计了永磁同步电机伺服系统电流环和速度环控制器,并分析了传统PI控制器的不足之处。为了克服传统控制器的不足之处,本文提出了速度环用模糊PI参数自整定控制器代替传统PI控制器的方法,并通过软件MATLAB/Simulink搭建了整个控制系统的仿真模型,仿真结果验证了设计控制器的有效性并为系统软件和硬件的设计提供参考。再次,利用模块化的思想,C语言为主、汇编语言为辅设计了整个控制系统的软件。主要包括主程序、定时器T1下溢中断子程序、SVPWM生成子程序、电机转子初始位置检测子程序、电机转速计算子程序、模糊PI控制子程序等设计过程,并给出了相关程序设计的流程图。最后,为了验证所设计控制器的可行性,设计了光电编码器接口电路和电流采样电路等外围电路,并利用TMS320F2812的DSP开发板、永磁同步电机、永磁同步电机驱动板搭建了控制系统的实验平台。进行了永磁同步电机伺服系统的电流环和速度环实验,得到电机的电流曲线和不同情况下的速度响应曲线。实验结果表明,本系统有较快的响应速度、较强的抗干扰能力,验证了本设计控制器的可行性,证明了该控制方法能有效提高永磁同步电机伺服系统控制器的性能。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM341

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