伺服系统驱动器设计及控制算法研究

《伺服系统驱动器设计及控制算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、伺服系统驱动器设计及控制算法研究柴临园2016年01月中图分类号：TP273UDC分类号：621.3伺服系统驱动器设计及控制算法研究作者姓名柴临园学院名称自动化学院指导教师姚分喜副教授答辩委员会主席任雪梅教授申请学位工学硕士学科专业控制科学与工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年01月TheDriverDesignandControlAlgorithmResearchofPMSMServoSystemCandidateName:LinyuanChaiSchoolorDepartment:SchoolofAutomationFacultyMentor:A.P.

2、FenxiYaoChair,ThesisCommittee:Prof.XuemeiRenDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ControlScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2016伺服系统驱动器设计及控制算法研究北京理工大学研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的

3、研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解北京理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期

4、：北京理工大学硕士学位论文摘要电机制造工艺、电力电子技术与现代控制理论的发展，使得以永磁同步电机（PMSM）为执行机构的伺服系统得到了广泛应用。提高PMSM在低速控制领域的应用对于国防、民用均有很大的意义。伺服系统在低速下的稳定性能是影响伺服系统应用的关键因素之一。针对此问题，本文先介绍了伺服系统相关技术的发展以及低速研究的概况，分析了永磁同步电机的结构和控制原理，并结合坐标系的变换推导出永磁同步电机在各个坐标系下的数学模型，然后设计出硬件电路并在此基础上进行控制算法研究。伺服系统驱动器硬件以森创公司的60CB020C款电机为被控对象，设计了以TI公司的TMS320F2

5、8335为核心的控制板和以国际整流器公司的IRAMS06UP60B为核心的功率板。采用CCS3.3作为开发环境设计驱动器软件控制部分，编写了以主程序、矢量控制中断服务程序、保护中断程序以及eQEP中断服务程序为主要内容的磁场定向控制程序。并对搭建的硬件平台分模块、有步骤地进行测试。针对伺服系统测量方式和PWM控制方式中存在的问题进行了分析。首先，硬件测量方法方面，针对低速运行过程以及低速到中高速的切换过程，采用了M/T法混合测速法；其次，研究了空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）控制中存在的死区问题，并对死区进行了补偿。实验结果表明系统的稳态误差有一定程度的减少。对于永磁

6、同步电机低速运行时存在的摩擦扰动和负载扰动问题，首先分析了摩擦的影响以及摩擦模型的选择；其次，分别设计了摩擦观测器和负载观测器，并提出了一种带摩擦观测器和负载扰动观测器的滑模控制方法。仿真和实验结果表明该方法对摩擦和负载进行了有效地补偿，提高了系统的跟踪精度和抗干扰能力。关键词：永磁同步电机；矢量控制；低速性能；摩擦；滑模控制I北京理工大学硕士学位论文AbstractAlongwiththedevelopmentofmotors’manufacturingprocess,powerelectronictechnologyandmoderncontroltheory,se

7、rvosystemusingPMSMasactuatorhasbeenappliedwidely.Thestabilityofservosystematlowspeedisoneofthekeyfactorsinfluencingtheapplicationofservosystem.Thispaperrevolvesaroundthisproblem.Firstly,thedevelopmentoftherelatedtechnologyofservosystemandthegeneralsituationoftheresearchin