永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)低速性能研究.pdf

1、隨著永磁同步電機(jī)伺服控制技術(shù)的不斷發(fā)展，永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于航空航天、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域。然而，目前市場(chǎng)上中高端伺服系統(tǒng)產(chǎn)品主要以歐美和日本的產(chǎn)品為主，因此，研究自主的高性能交流永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)具有重要的意義。本課題對(duì)影響永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)低速性能方面的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　首先，論文介紹了交流伺服系統(tǒng)的研究背景和發(fā)展趨勢(shì)，指出了影響永磁同步電機(jī)低速性能的幾個(gè)因素。對(duì)矢量控制下永磁同步

2、電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析，介紹了永磁同步電機(jī)的矢量控制方法以及空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)。
　　其次，針對(duì)永磁同步電機(jī)矢量控制中出現(xiàn)的死區(qū)效應(yīng)給系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響，提出了一種根據(jù)轉(zhuǎn)子位置角度來(lái)判斷電流極性，再進(jìn)行電壓補(bǔ)償?shù)姆椒?。該方法不增加系統(tǒng)的硬件的成本，是一種軟件進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，具有易于?shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。在Matlab/Simulink中對(duì)死區(qū)補(bǔ)償控制策略進(jìn)行了仿真，仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，采用本文的電壓補(bǔ)償策略能夠改善永磁同步電機(jī)的電流的正弦

3、程度，降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，可以提高系統(tǒng)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)性能。
　　然后，針對(duì)在速度過(guò)低的情況下，光電編碼器由于分辨率的限制，會(huì)有檢測(cè)盲區(qū)，并且采用傳統(tǒng)的測(cè)速方法間接獲取的速度的滯后性會(huì)越來(lái)越明顯等問(wèn)題，提出采用設(shè)計(jì)擴(kuò)展卡爾曼濾波狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí);考慮到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的突變會(huì)對(duì)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速造成影響，設(shè)計(jì)出的狀態(tài)觀測(cè)器也把負(fù)載轉(zhuǎn)矩辨識(shí)出來(lái)，并將辨識(shí)得到負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)矩電流調(diào)節(jié)器進(jìn)行前饋補(bǔ)償，達(dá)到減少負(fù)載突變對(duì)轉(zhuǎn)速影響的目的。仿真試驗(yàn)結(jié)果表