模糊控制在永磁同步電動機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用.pdf

1、電腦橫機(jī)是一種機(jī)電一體化設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及到電力電子技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和控制技術(shù)等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。電腦橫機(jī)主要是由傳動機(jī)構(gòu)、給紗機(jī)構(gòu)、牽拉機(jī)構(gòu)、針床機(jī)構(gòu)和整機(jī)控制系統(tǒng)等部分組成。文章主要針對里面的傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究。傳動機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和控制精度對于電腦橫機(jī)的編制速度和工作效率關(guān)系重大。電腦橫機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)通常都采用伺服電機(jī)進(jìn)行控制，伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性直接影響著電腦橫機(jī)的性能。近年來，交流伺服系統(tǒng)取得了飛速的發(fā)展，隨著

2、高性能永磁材料的問世，特別是釹鐵硼材料的產(chǎn)生，以永磁同步電機(jī)(PMSM)為執(zhí)行元件的交流伺服系統(tǒng)逐漸成為了現(xiàn)代交流電機(jī)伺服系統(tǒng)的主流。
　　 本文首先介紹了永磁同步電動機(jī)交流伺服調(diào)速系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并且主要針對永磁同步電動機(jī)伺服控制系統(tǒng)的控制理論與硬件系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入研究。
　　 傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)控制器一般采用常規(guī)PID控制，該控制器要求控制系統(tǒng)具有精確的數(shù)學(xué)模型，便于對控制規(guī)律進(jìn)行調(diào)控。但是在實(shí)際中，電腦橫

3、機(jī)的運(yùn)動規(guī)律比較復(fù)雜，特別是其傳動機(jī)構(gòu)對控制性能有比較高的要求，這就使得常規(guī)的PID控制器已經(jīng)很難滿足電腦橫機(jī)伺服控制系統(tǒng)的要求。在這個(gè)前提下，智能控制應(yīng)運(yùn)而生。本文深入研究了交流伺服驅(qū)動基本原理，并在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于模糊控制算法的新的永磁同步電動機(jī)交流伺服控制系統(tǒng)。模糊控制作為智能控制策略的一種，具有不依賴于對象的數(shù)學(xué)模型、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。利用模糊控制算法構(gòu)成的模糊-PI控制器，具有結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，能夠很好地克服系統(tǒng)中的各

4、種不確定因素，從而有效的改善了系統(tǒng)的控制性能。
　　 首先，本文再dq坐標(biāo)系下建立了PMSM的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上對矢量控制原理和矢量控制常用的控制方法進(jìn)行了分析和闡述，并最終給出了基于id=0的矢量控制方案。本文在理論上對空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)做了較詳細(xì)的理論闡述。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合模糊控制算法，利用MATLAB建立了永磁同步電機(jī)矢量控制的仿真模型，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　 在硬件上，本文在臥龍公司對

5、于電腦橫機(jī)硬件控制電路的基礎(chǔ)上，利用TI公司的DSP控制芯片TMS320F2810，結(jié)合三菱的IPM智能功率模塊PS21865，以PMSM為控制對象，加上一些必要的硬件設(shè)備，完成了對于PMSM數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)工作。在該系統(tǒng)中，我們利用DSP來控制SVPWM產(chǎn)生六路PWM波來控制IPM模塊，從而驅(qū)動PMSM運(yùn)行。本文還設(shè)計(jì)了電流檢測電路、鍵盤顯示電路、DSP電源電路、開關(guān)電源電路，以及保護(hù)電路等，使電機(jī)能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)