永磁低速同步電動機的一種新型DTC伺服系統(tǒng).pdf

1、針對傳統(tǒng)交流伺服系統(tǒng)采用的伺服驅(qū)動器+減速器的結(jié)構(gòu)方案存在的系統(tǒng)傳動效率降低、體積大、成本高、故障率高等問題,本文以無需機械減速器、直接驅(qū)動式的電磁減速式永磁低速同步電動機(LSPMSM)為研究對象,探討其新型的直接轉(zhuǎn)矩控制策略,同時對目前無傳感器控制存在低速控制性能差的缺點,提出了新型的工程無PG控制策略,通過對上述控制方法的深入研究,構(gòu)建出了電磁減速式永磁低速同步電動機的新型伺服控制系統(tǒng)。
　　 首先對永磁低速同步電動機的研

2、究和應用現(xiàn)狀進行深入研究,在此基礎(chǔ)上提出了永磁低速同步電動機伺服系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和功能,通過對系統(tǒng)應用功能的劃分,設計了嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件的初步方案。
　　 本文從永磁同步電動機的基本結(jié)構(gòu)和數(shù)學模型出發(fā),深入分析了永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理,針對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制存在的磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動較大的問題,提出了基于滑模變結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)矩控制策略,通過Matlab仿真驗證了新的控制方案能夠有效減小磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動,改善了系統(tǒng)的動、靜態(tài)

3、性能。
　　 為解決目前交流伺服系統(tǒng)無傳感器控制方法存在的控制精度較低、低速控制性能差的缺陷,本文提出了工程無PG的控制方案。首先分析了自適應無傳感器控制方法,通過Matlab的建模和仿真,驗證了其方法的有效性和可行性。在自適應無傳感器控制方法的基礎(chǔ)上,研究了工程無:PG的方法進行改進,其方案是使用一只接近開關(guān)來檢測電動機穩(wěn)速區(qū)的轉(zhuǎn)速,推算出校正公式,對估算轉(zhuǎn)速進行進一步的校正,提高轉(zhuǎn)速的估算精度。并對最小二乘法的參數(shù)辨識方案在

4、伺服系統(tǒng)中的應用進行了分析研究。
　　 在理論研究的基礎(chǔ)上,基于嵌入式技術(shù),完成了電磁減速式永磁低速同步電動機新型DTC伺服系統(tǒng)的軟、硬件設計。硬件部分主要以ColdFire系列32微控制器MCF52235為核心,對主控制器電路、信號采集電路、功率驅(qū)動電路及系統(tǒng)電源電路、操作面板等進行了詳細的設計和分析。軟件部分采用模塊化軟件設計,將伺服系統(tǒng)軟件分解成若干個功能模塊,詳細分析了信號轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)器算法、驅(qū)動信號產(chǎn)生模塊、轉(zhuǎn)矩、磁鏈和