永磁同步电机伺服驱动器的研制与开发

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1、摘要在当前我国国民经经济建设和国防科技事业的进程当中，电气传动的应用极为重要。为满足运行、生产、工艺上的性能要求和节约电能的需要，许多生产机械部需要进行调速。随着电力电子技术、PWM调制技术、计算机控制技术、交流电动机的控制技术的发展，交流调速系统由于其坚固耐用、运行可靠等众多优点，正在逐步取代直流调速系统，在传动领域占据主导地位。本论文研究了一种应用于永磁同步电动机的伺服驱动智能控制器设计方法。首先，分析了永磁同步电动机的矢量控制数学模型和结构。然后，在数学模型的基础上，提出了采用转子磁链定向的矢量控制方法，并将系统设计为双闭环(速度环、电流

2、环)自控式速度伺服控制系统。系统设计为上、下两级结构，上位机为工业Pc，下位机为DSP伺服控制板，它们之间通过串口通讯，上位机提供电动机控制的各种参数，同时显示下位机上传的电动机运行参数。下位机系统采用高性能DSP芯片(TMS320LF2407A)，根据SVP嘲原理并针对永磁同步电动机结构特点提出了一种数字化的电压空间矢量合成方法。功率电路采用高性能整流桥整流，IPM控制三相逆变，PWM控制信号由伺服控制板提供。伺服控制板采用DSP为CPU，使用高性能霍尔传感器测定定子电流，作为电流环反馈信号；转子位置，速度检测采用增量式光电编码盘，计算转子的

3、位置和速度信号，其中速度信号作为转速环反馈。DSP作为系统的核心，通过软件变成对反馈信号进行控制算法计算，给出三相定子控制电流。定子电流的频率和相位由转子位置检测器的转子磁极位置信号决定，幅值由转速环输出信号决定。转速、电流环都采用PI调节器，对系统的动态特性进行调节，可以用固定PI参数调节或者通过设计的模糊PI调节器进行调节，模糊PI调节能获得更加优秀的动、静态特性。结果表明，该系统稳定、可靠，有较好的应用前景。关键字矢量控制，DSP，永磁同步电机，SVPWM，伺服控制ABSTRACTElectricdrivesareveryimportan

4、tapplicationintheeconomy,nationaldefensescienceandtechnology．LotsofProductionmechanicsneedtoregulatespeedforthedemandofrunning,producing，transportingandsavingenergy．Bythedevelopmentofpowerelectronics，PWMtechnology，computercontrolandACmotorcontrol，ACspeedregulationsystemisrep

5、lacingDCspeedregulationsystembecauseofitsadvantagessuchassolidity，safetyandSOon．Thepresentpaperresearchedonedesignmethodofappliestothepermanentmagnetismsynchronousmotorservointelligentcontroller．first，hasanalyzedthevectorcontrolmathematicalmodelandstructureofpermanentmagneti

6、smsynchronousmotor．ThenBased0nthemathematicalmodelfoundation，proposedthevectorcontrolmethodusingtherotorfluxlinkagedirection,andthesystemisdesignedofdoubleclosedloop(speedlink,electriccurrentlink)self-controlspeedservocontrolsystem．Thesystemisdesignedoftwolevelsstructures，th

7、esupervisorymachineisIndustrialPC，thehypogynousmachineistheDSPservocontrolpanel，theyarecommunicatedwithserialinterface，andsupervisorymachineprovideseachkindofcontrolparameters．atthesametimedemonstratedmotormovementparameterspassesedthroughhypogynousmachine．Hypogynousmachineu

8、seshighperformanceDSPchip(TMS320LF2407A)，accordingtotheSVPWMprincipleandspe