基于DSP的永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工精度、加工速度、加工效率等要求不斷提高，而傳統(tǒng)的將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式由于存在中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，系統(tǒng)性能一直得不到進(jìn)一步提高。永磁同步直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，省去了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，其電磁推力直接作用于負(fù)載，具有速度快、推力大、精密度高等特點(diǎn)，能夠滿足數(shù)控機(jī)床高速、高精的要求。本文對(duì)永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真，設(shè)計(jì)了模糊神經(jīng)網(wǎng)PID速度調(diào)節(jié)器，然后進(jìn)行了仿真，最后進(jìn)了

2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文首先研究了永磁同步直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，依此建立其數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用id=0的電機(jī)矢量控制策略，基于電壓空間矢量脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)，在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下搭建了永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)的仿真模型，并針對(duì)電機(jī)電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的控制性能進(jìn)行了分析。然后對(duì)永磁同步直線電機(jī)三閉環(huán)控制系統(tǒng)中速度環(huán)控制器進(jìn)行了重點(diǎn)研究，結(jié)合模糊控制與常規(guī)PID控制的各自優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)了模糊PID速度控制器，結(jié)合模糊神經(jīng)網(wǎng)

3、絡(luò)控制與常規(guī)PID控制各自的長處設(shè)計(jì)了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID速度控制器。在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下，對(duì)速度控制器的仿真模型進(jìn)行了搭建，然后對(duì)分別基于常規(guī)PID、模糊PID、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID速度控制器的永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)速度環(huán)的控制效果進(jìn)行了比較。結(jié)果證實(shí)，與另外兩種速度控制器相比，基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID速度控制器的系統(tǒng)速度環(huán)輸出動(dòng)態(tài)響應(yīng)更快、超調(diào)量更小、魯棒性更強(qiáng)。
　　對(duì)本控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了詳細(xì)的

4、闡述。其中，硬件設(shè)計(jì)包括以TI公司TMS320F2812數(shù)字信號(hào)處理器為控制核心的控制電路、以三菱智能功率模塊為核心的功率驅(qū)動(dòng)電路和其他外圍擴(kuò)展電路。軟件設(shè)計(jì)劃分為主程序和中斷程序兩大模塊，其中中斷程序是軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，在中斷程序模塊中重點(diǎn)分析了SVPWM算法、常規(guī)PID控制算法和模糊PID控制算法的實(shí)現(xiàn)，對(duì)坐標(biāo)變換、AD轉(zhuǎn)換、初始尋相與回零、故障中斷程序進(jìn)行了相應(yīng)介紹。最后搭建永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)，根據(jù)仿真的控制器參數(shù)，在