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基于DSP的永磁同步电机伺服控制系统的实现

周峰  
【摘要】: 随着电力电子技术,计算机技术,电机学和控制理论的发展,永磁同步电机在中低容量的伺服控制系统中得到了广泛应用,目前,永磁同步电机正在逐步取代直流电机、步进电机而成为伺服驱动的发展方向。本论文的主要工作是以高性能的电机控制芯片TMS320F2812为核心控制单元,设计永磁同步电机伺服控制系统,并对其中的关键环节进行了理论分析和实践探索。 首先,本文对永磁同步电机进行了数学建模,根据坐标变换,将电机的转矩控制归结为对交轴电流的控制,并结合课题的需要,选择了直轴电流为零的电流控制方式。在所建电机模型的基础上,结合矢量控制的原理,确定了在DSP平台上的永磁同步电机矢量控制实现方案。采用了空间矢量脉宽调制的逆变驱动技术,详细地分析了其原理,给出了具体实现方案。 在上述建模分析和系统实现方案的基础上,研制开发了一套基于DSP的全数字永磁交流伺服系统实验平台,对硬软件的搭建都给出了详细的实行方案。 本文还针对转子初始位置检测提出了一种新型的检测方法,即用搜索的方式,找到与转子磁场方向重合的定子电流合成矢量,使电机停止转动,此时定子电流矢量的位置即是转子的初始位置。 最后,针对所设计的伺服系统实验平台进行了实验研究。实验结果验证了系统设计的正确性和可靠性。


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