基于DTC的伺服驅(qū)動器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論和數(shù)字信號處理器的發(fā)展,伺服系統(tǒng)在工業(yè)控制中獲得了越來越多的應(yīng)用。伺服系統(tǒng)中,伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動器組成了伺服系統(tǒng)的核心。國外已經(jīng)有了相對成熟的伺服產(chǎn)品,而國內(nèi)對于高性能的伺服產(chǎn)品的需求依然以進(jìn)口為主,在這種背景下,本文研究并設(shè)計了基于永磁同步電機(jī)的伺服驅(qū)動器。
　　本文結(jié)構(gòu)分為兩部分:理論研究和構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺。具體內(nèi)容如下:
　　1、通過對永磁同步電動機(jī)的數(shù)學(xué)建模,分別研究了基于開關(guān)表的常規(guī)DTC

2、和基于空間電壓矢量的SVM-DTC。針對常規(guī)DTC中轉(zhuǎn)矩磁鏈脈動大的缺點(diǎn),通過引入預(yù)測空間電壓矢量來代替開關(guān)表,提升系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能。仿真結(jié)果表明,基于SVM-DTC的控制策略,磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動明顯減小,定子電流波形平滑。
　　2、分析了永磁同步電機(jī)的無速度傳感器控制方案。在比較了各種控制算法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了滑模觀測器。針對滑模觀測器估計轉(zhuǎn)速抖動和轉(zhuǎn)子位置偏差的問題,本文引入擴(kuò)展的卡爾曼濾波器代替模型中的低通濾波器。仿真結(jié)果

3、表明:引入的擴(kuò)展卡爾曼濾波器能有效降低滑模觀測器中估計轉(zhuǎn)速的抖動,提高轉(zhuǎn)子位置的估計精度。
　　3、構(gòu)建了伺服驅(qū)動器的軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺。硬件部分主要設(shè)計并完成了基于DSP核心控制模塊和基于 IPM的功率驅(qū)動模塊。核心控制模塊主要完成了DSP的最小系統(tǒng)設(shè)計;功率驅(qū)動模塊主要完成了IPM的外圍電路、電流電壓采樣電路、光耦隔離電路、保護(hù)電路等。軟件部分采用模塊化的設(shè)計,包括主程序和各中斷子程序。在CCS2.0的環(huán)境下進(jìn)行編譯和調(diào)試,最終實(shí)