船舶電動舵控制系統(tǒng)設(shè)計研究與實現(xiàn).pdf

1、本文主要針對船舶主舵—翼舵系統(tǒng)中的主舵轉(zhuǎn)舵電伺服系統(tǒng)進行了設(shè)計研究與實現(xiàn)。采用TMS320F2812型號的數(shù)字信號處理器作為控制器主控單元，永磁同步電機作為執(zhí)行機構(gòu)來完成。內(nèi)容包括伺服系統(tǒng)總體方案設(shè)計、永磁同步電機數(shù)學(xué)模型簡化及調(diào)制技術(shù)研究、系統(tǒng)伺服控制器設(shè)計、硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計以及軟硬件聯(lián)調(diào)試驗。 在系統(tǒng)總體方案設(shè)計中，對系統(tǒng)從整體結(jié)構(gòu)上進行了設(shè)計，采用半閉環(huán)結(jié)構(gòu)；對所用主要部件如數(shù)字信號處理器、執(zhí)行電機、功率模塊等的選型

2、進行了論證。 在研究矢量控制的基礎(chǔ)上對電機的數(shù)學(xué)模型進行了簡化。以兩相靜止坐標系下的參考量為輸入量對空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)進行實現(xiàn)，并以減小開關(guān)損耗為目的對其進行了優(yōu)化。 在伺服控制器設(shè)計中，采用位置、速度、電流三閉環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計，以實際工程應(yīng)用為目的，在內(nèi)部的電流、速度環(huán)中采用PI調(diào)節(jié)，外部的位置環(huán)采用變結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)。經(jīng)過仿真驗證控制器有優(yōu)良的電流性能、快速的跟隨性能和準確的定位性能，效果令人滿意。 在硬件設(shè)計中，分別進

3、行了系統(tǒng)的主回路、功率單元、控制單元、接口電路以及可靠性的設(shè)計，并在設(shè)計中說明了每部分設(shè)計的原因以及注意問題，介紹了一些重要電子元器件及其參數(shù)的選擇。最后用PCB畫板進行實現(xiàn)。 在軟件設(shè)計中，進行了主程序及各中斷子程序的設(shè)計，并給出程序流程圖，對轉(zhuǎn)子初始定位、測速以及定位等關(guān)鍵子程序更是給出了詳細的設(shè)計與實現(xiàn)方法。 最后，對所設(shè)計的軟件與硬件部分進行了聯(lián)合調(diào)試，使系統(tǒng)在不同條件下運行，分別測量了電流、轉(zhuǎn)速及位置的試驗結(jié)果