無刷直流伺服電機辨識和轉矩脈動抑制的研究.pdf

1、隨著現代電力電子技術、傳感器技術的發(fā)展和永磁材料性能的不斷提高，無刷直流電機伺服系統(tǒng)在高性能運動控制領域越來越受到重視。無刷直流電機具有控制簡單、輸出扭矩大、動態(tài)性能好、安全可靠等突出優(yōu)點，但是其固有的轉矩脈動問題影響了其位置控制精度，對于轉矩脈動抑制的研究，可以改善無刷直流伺服的穩(wěn)態(tài)性能。現有伺服驅動器的通用性有限，往往一臺電機只能搭配一種型號驅動器，因此對電機參數的辨識具有現實意義。
　　基于上述兩個問題的研究，設計無刷直流伺

2、服電機相序檢測和參數自適應辨識方法，設計了換相轉矩脈動抑制的控制算法。最后利用現有實驗平臺進行了實驗測試。本課題主要研究內容如下：
　　(1)研究無刷直流伺服電機參數辨識方法。首先設計電機相序檢測的方法，利用反電動勢與HALL信號的關系，提出基于線間反電動勢測量相序的方法，實驗結果表明測試方法簡單有效；其次設計參數辨識的方法，提出將模型參考自適應方法應用于無刷直流電機參數辨識中，介紹了模型參考自適應的原理，構建無刷直流伺服電機自適

3、應模型，推導自適應率，設計仿真模型，仿真結果表明，在電阻已知的情況下，辨識出的電感和反電動勢常數準確度很高，方法有效。
　　(2)研究換相轉矩脈動的抑制方法。首先介紹了120°運行方式下，PWM調制方式，通過公式推導量化不同調制方式下產生的轉矩脈動，仿真結果表明四種調制方式中，PWM-ON調制方式產生的轉矩脈動最小。其次分析了換相轉矩脈動產生的原因，進而根據轉矩脈動的特性提出一種抑制轉矩脈動的方法。該方法利用電流預測控制策略，在換

4、相時刻對3相電流進行補償調節(jié)，仿真結果表明基于電流預測算法的轉矩脈動抑制效果優(yōu)于僅采用PWM-ON調制方式的控制策略。
　　(3)設計無刷直流伺服控制器的軟件。首先介紹了控制器的主要硬件電路，包括電源電路、功率電路和功率驅動電路；最后設計軟件實現轉矩脈動抑制和電機穩(wěn)定運行，主要包括系統(tǒng)自檢、系統(tǒng)初始化、中斷子程序、AD采樣、控制時序程序、電流預測算法程序、電流PI調節(jié)程序等。
　　(4)搭建伺服系統(tǒng)實驗平臺。利用現有硬件平臺