永磁同步电机交流伺服系统开发平台研制

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1、分类号：TM320密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文永磁同步电机交流伺服系统开发平台的研制谭龙海申请学位级别：硕士学位专业名称：机械电子工程指导教师姓名：史大光职称：教授山东科技大学二零零八年五月论文题目：永磁同步电机交流伺服系统开发平台的研制作者姓名：谭龙海专业名称：机械电子工程入学时间：2005年9月研究方向：机电控制与生产过程自动化指导教师：史大光职称：教授论文提交日期：2008年5月30日论文答辩日期：2008年6月6日授予学位日期：THESTUDYONPMSMACSERVODEVELOPMENTP

2、LATFORMADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyTanLonghaiSupervisor:ProfessorShiDaguangCollegeofMechanical&EngineeringMay2008声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论

3、文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation，submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology，iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificati

4、onatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要永磁同步电机交流伺服系统是由永磁同步电机、现代电力电子技术和控制技术相结合而形成的新型交流伺服系统，因其良好的运行性能成为当代运动控制的热点课题。本文针对永磁同步电机的特点，对其伺服驱动系统开发平台进行了研究。论文首先分析了PMSM的结构、运动原理及数学模型，系统的阐述了矢量控制坐标变换方法及直接转矩控制方法，针对直接转矩控制存在的问题，提出了一种新的直接转矩控制算法，将转矩误差直接映射为电压源逆变器三相电子开关的导通

5、时间，可以实现任意电压空间矢量输出，有效地提高了转矩控制精度，减小转矩纹波。其次，探讨了转矩PI控制算法，设计了一个仿真模型，在MATLAB仿真环境下对上述控制算法进行了仿真。结果表明，本文所提出的直接转矩控制算法具有控制方式简单、转矩响应快、转矩脉动小、便于实现全数字化等优点。再次，基于对TMS320LF2407芯片性能特点的分析，采用该DSP芯片设计了PMSM交流伺服系统的硬件平台，对其中的主要功能部件进行了分析论述。最后，开发了伺服驱动器底层主要软件模块，编写了PWM、QEP、ADC等主要硬件接口模块以及速度计算函数，以库函数的形式对硬件

6、平台进行包装，为后续伺服系统的开发提供了有力的软件支持。关键词：脉宽调制信号（PWM）永磁同步电机交流伺服数字信号处理器山东科技大学硕士学位论文摘要AbstractTheACservosystemofPMSMisonenew-styleACservosystemmadeupofPMSM,modernelectronictechniqueandcontroltechnique.Becauseofitsgoodoperationperformance,ithasbecomeoneofresearchhotspotsinmotioncontrol

7、nowadays.ThispaperstutysonACservodevelopmentplatformbasedonPMSMcharacter.First,thispaperanalyzesthePMSMstructure,movementprincipleandmathmodelofPMSM,decribesthevectorcontrolcoordinateandDTC.AccoredingtotheprobleminDTC,IapplyanewDTCalgorithmwhichmakesthetorqueerrorasmappingof

8、theon-timeofinverterelectricalswitch.Thisnewalgorithmcanachievetheoutputofa