基于DSP的交流伺服系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、伺服系統(tǒng)在家用電器和工業(yè)控制領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用，它主要分為兩大類：直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)。直流伺服系統(tǒng)以其優(yōu)良的控制性能，曾在20世紀(jì)70年代得到廣泛應(yīng)用，然而近年來隨著微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)和永磁材料業(yè)的飛速發(fā)展，特別是先進(jìn)控制理論和策略的發(fā)展及應(yīng)用，使得交流伺服電機(jī)和交流伺服系統(tǒng)的控制性能已經(jīng)完全可以與直流伺服系統(tǒng)匹配，所以交流伺服系統(tǒng)興起，并逐漸取代了直流伺服系統(tǒng)的地位。在交流伺服系統(tǒng)行列中，由于現(xiàn)代永磁材料性能的不斷提高和

2、成本價格的不斷下降，使用永磁體做轉(zhuǎn)子的永磁同步電機(jī)得到廣泛應(yīng)用，交流永磁同步伺服系統(tǒng)也逐漸發(fā)展成為交流伺服系統(tǒng)的主流方向。
　　論文介紹了交流伺服系統(tǒng)的研究背景和相關(guān)知識，包括它的組成、控制方式、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。在敘述幾種常用坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上建立了交流永磁同步電機(jī)在dq坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型，對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究后提出了幾種不同的矢量控制方案，經(jīng)過詳細(xì)對比分析各種控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)，確立了id=0的控制策略并給出了實(shí)現(xiàn)框圖。分析了空間電壓

3、矢量脈寬調(diào)制技術(shù)SVPWM的相關(guān)原理和實(shí)現(xiàn)方法，SVPWM是本文的核心部分之一。
　　論文完成了以DSP為控制核心的交流伺服系統(tǒng)軟硬件的詳細(xì)設(shè)計。在硬件電路方面，對控制芯片做了簡要介紹，然后對控制器電路、主功率電路和檢測電路等每個子模塊進(jìn)行了詳細(xì)的描述和設(shè)計，系統(tǒng)是典型的三閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，采用光電編碼器檢測并反饋位置和速度信號實(shí)現(xiàn)位置環(huán)和速度環(huán)的閉環(huán)控制，采用霍爾傳感器檢測并反饋電流信號實(shí)現(xiàn)電流環(huán)的閉環(huán)控制；在軟件設(shè)計方面，介紹了主

4、程序框圖，然后對包括PWM中斷子程序、轉(zhuǎn)子初始位置確定子程序、轉(zhuǎn)速計算子程序、SVPWM生成子程序和PID控制器子程序在內(nèi)的所有部分都做了詳細(xì)的設(shè)計說明和給出了程序流程圖，尤其對PID控制器算法做了抗積分飽和的改進(jìn)。
　　最后論文完成了PCB設(shè)計，并結(jié)合本系統(tǒng)的特點(diǎn)說明了PCB設(shè)計過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)；介紹了軟件開發(fā)集成環(huán)境CCS以及函數(shù)庫IQmath的功能和使用方法；給出了系統(tǒng)調(diào)試的步驟，并分析了相電流和PWM的波形，分析結(jié)果表明