基于DSP的永磁直线同步电机伺服控制系统的研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动技术以高速、高精密、快响应等优异的特性，在高速、高精密进给系统中得到了广泛的应用。在江苏省自然基金项目的资助下，设计了圆筒形永磁直线同步电机的伺服控制系统。本文首先介绍了永磁直线伺服控制系统的概况，对课题所用的圆筒形直线电机进行了选型，然后分析了矢量控制的基本原理、控制方法以及空间矢量脉宽调制，给出了永磁直线同步电机在d．q坐标系下的数学描述，接着给出了伺服系统所采用的控制策略：‘=0的矢量控制方案，磁链追踪电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术，梯形速度给定曲线，数字PID控制算法，电流、速度采

2、样采用数字滤波算法。在上述控制策略的基础上，对圆筒型永磁直线伺服控制系统的硬件和软件分别进行了设计与实现。硬件部分，搭建了基于DSP和IPM的永磁直线同步电机伺服控制系统硬件系统，设计了其中的一些重要电路，如主回路，辅助电源电路，三相电流的采样、调理和保护电路，差分霍尔信号调理电路，直流母线过压过流保护电路，限位保护电路等。软件部分，实现了伺服控制系统的矢量控制方案，采用模块化编程思想，用C语言编写了位置初始化，位置检测，三闭环调节，数字滤波，限位保护等模块的程序。最后，在永磁直线同步电机伺服控制系统的实验平台上进行了空载实验，给出了实验结果并进行了分析，，实验

3、结果验证了控制策略的有效性以及所设计的电路和所编写程序的『F确性，同时表明该伺服系统能够稳定可靠运行。本课题对数字化圆筒型永磁直线同步电机伺服控制系统的研究具有重要意义，对其他直线电机的数字化伺服控制系统的研究也有一定的参考价值。关键词：永磁直线同步电机，伺服控制，矢量控制，空fBJ矢量脉宽调制，数字PID，数字滤波江苏大学硕士学位论文ABSTRACTDirectdrivesystemofpermanentmagnetlinearsynehronousmotor(PMLSM)hastheadvantagesinhighspeed，highprecision，fa

4、stresponse，etc．，SOitiswidelyusedinhighspeedandhighpreeisionfeedsystem．UndertheJiangsuprovinceFundProject，thetubularPMLSMservocontrolsystemisdesigned．ThepaperfirstintroducesthebackgroundofpermanentmagneticlinearservocontrolsystemandselectsthetypeoftubularPMLSM．Then，introducethefundame

5、ntalprinciplesandcontrolmethodofvectorcontrolaswellasSVPWM，givethemathmodelofPMLSMind-qcoordinates．Afterthat，givetheservosystemcontrolstrategy,thatis，‘。0vectorcontrol，SVPWMcontroltechnique，trapezoidspeedgivencuⅣe，digitalPIDcontrolalgorithm，digitalfiltertosamplecurrentandspeed．Basedon

6、theabovecontrolstrategy,thehardwareandsoftwareofthetubularPMLSMservocontrolsystemaredesignedandrealizedrespectively．Inhardwarepart，buildthePMLSMservocontrolsystembasedonDSPandIPM，anddesignsomeprimarycircuits，suchasmaincircuit，auxiliarypowercircuit，threephasecurrentsample，conditioning

7、andprotectioncircuit，differentialhallsignalconditioningcircuit，DCbusover-voltageandover-currentprotectioncircuit，limitationprotectioncircuit．Insoftwarepart，realizevectorcontrolschemeoftheservocontrolsystembasedOBmodularprogrammingthought，andprogrampositioninitializationmodule，positio

8、ndetectionmo