基于DSP的交流伺服两轴运动控制系统的研究与设计

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1、西安工程大学硕士学位论文基于DSP的交流伺服两轴运动控制系统的研究与设计姓名：肖海峰申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：党幼云20070312摘要运动控制技术是数控机床、机器人等重要组成部分，交流伺服系统由于其优异的特性而在现代运动控制系统中得到了广泛的应用。随着各种专用运动控制芯片的出现及数字信号处理器(DSP)性能的不断提高，应用先进算法，开发全数字化的智能控制系统将成为新一代运动控制设计的发展方向。本文所介绍的正是一种以数字信号处理器(DSP)和伺服专用芯片(IR201)为核心的两轴永磁同步伺服运动控

2、制系统的设计方案。本文是以我校数控实验室两轴试验平台改迸计划项目——基于DSP交流伺服两轴运动控制系统的研究与设计为背景，详细讨论了永磁同步电机的精确数学模型、矢量控制原理以及利用伺服专用芯片实现电机控制策略等问题。给出了软、硬件设计方案。在两轴及多轴控制系统中，通常用到电动机种类分为步进和同步型Ac伺服电机两种。由于步进电机低速转动时振动和噪声大以及失步等缺点，因此用转子作为永磁材料的同步伺服电动机获得了比前者更为广泛的应用。该课题就是采用交流永磁同步电机，同时将数字信号处理器(DSP)和伺服专用芯片(IRl4CK201)

3、相结合。DSP芯片完成运动控制中的直线、圆弧插补算法等，而芯片IRMCK201是一款新出的伺服专用芯片，它简化了传统复杂的电机矢量控制算法并提高了精度和稳定性，有助于缩短两轴及多轴控制系统研发周期及提高设计水平。本课题所研究的理论和所采用的技术都是当前运动控制领域里的“热点”，所做的研究工作，为将永磁同步电机广泛地应用与各类多轴运动系统提供了一定的理论参考依据和工程实际方法。关键词：数字信号处理器永磁交流伺服系统运动控制插补算法Theresearchanddesignationofthedouble—axismotionco

4、ntrolsystemforPMSMbasedonDSPAbstractMotioncontrolistheco俺ofCNCandRobots．PermanentMagnetSynchronousMotor(rMSM)iswidelyusedinmodemmotioncontrolsystemforitsoutstandingperforman∞·Withtheimprovemontinthepeffbmm∞ofdigitalsignulprocessorfDSe)ands㈣chipformotion(IRMCK201)，a

5、pplyingadvancedalgorithmanddevelopingfulldigitalcontrolsystemwillbecome4generaltendencyinthefield．Inthisdissertation,adonble-axisACSarVOsystemwithdigit“signalprocessor(Dsr)ands盯Vochipformotion(IRMCK201)isstudied．backgroundofthedissertationisupdatingdouble-axisdevic

6、einthenumericalconraillabinouruniversity：researchanddesignationofthedouble·axismotioncontrolsystemforPMSMbasedonDSP．ThedetailsofVoctorcontrolofPMSMispresentedinthedissertation,andthe撒}ysisofseveralcontrolstrategiesofvectorcontroltheoryappliedtothePMSMcontrol，andsho

7、wtheblueprintaboutsoftwareandhardware．Gcoerally．themotorappliedconsistsofstepmotorandSCIYOinotorinthedouble-axisormulti-axismotioncontrolsyst咖．BecauseoftheshortcomingofstepUlOtor,suchastendingvibrationandoutofstepconditionsandsoo礼SothePMSMisinorepopularthaneverinth

8、emotionconlrolsystem．thePMSMwa8alsointrodoeedinthetopicinordertoimprovetheprecisioninmotioncontr01．Atthes枷etime．theinnovationofthetopiclie011thef