基于dsp永磁同步直线电机伺服系统设计和的研究

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1、摘要随着工业生产力的不断进步，传统的数控机床逐渐向高精、高速、高效、数字化方向发展，其实现直线驱动的方式大多经过中间转换机构将旋转电动机的旋转运动转换为直线运动，传动的中间转换装置制约着系统性能的进一步提高。随着新型控制元器件的不断出现以及电力电子技术、电机理论和控制技术的发展，出现了“直接驱动”的直线电机及其驱动控制技术。直线电机直接驱动负载运动而不需要任何中间传动机构，减少了机械损耗和维护成本，提高了系统的效率和控制精度。本文将永磁同步直线电机作为控制对象，深入研究其工作原理、控制策略，搭建其伺服驱动控制系统，完成系统的软硬件设计并进行实验验证。

2、本文分析了永磁同步直线电机的结构及工作原理，在d—q坐标系下建立了永磁同步直线电机的数学模型，确定了L=0的电机矢量控制策略，并介绍了电压空间矢量脉宽调节技术。由内而外剖析了伺服控制系统的三环控制策略，在电流环对于直线电机的摩擦损耗应用模型参考自适应理论进行在线辨识补偿、在速度环采用常规Pl控制器、在位置环采用复合前馈控制，并在Matlab／Simulink仿真环境下搭建永磁同步直线电机伺服控制系统的仿真模型，依据实际电机参数进行仿真验证。详细阐述了伺服控制系统的软硬件设计方案。硬件设计包括以TI公司TMS320F2812为控制核心的控制电路、以三菱

3、智能功率模块为核心的功率驱动电路和人机界面等外围扩展电路。软件设计划分为主程序和中断程序两大模块，主程序完成系统初始化、及动子初始磁极定位等功能，中断程序完成T1下溢中断启动AD转换、AD中断矢量控制算法及CAP捕获中断实现初始定位以及限位报警。搭建伺服控制系统软硬件平台，根据仿真的控制器参数，在实际电机控制系统上进行动子初始磁极定位、三闭环的测试，验证了软硬件系统设计的正确性，为系统优化及控制策略的改进等后续研究工作奠定了一定的基础。关键词：永磁同步直线电机；矢量控制：摩擦参数辨识；数字信号处理器；动子初始磁极检测广东工业大学硕士学住论文ABSTR

4、ACTWiththeimprovementofindustrialproductivity，thetraditionalnumericalcontrolmachinesgraduallydeveloptOthedirectionofhighprecision，highspeed、highefficiency，digitaldirection．Thetraditionalnumericalcontrolmachinesmostthroughthemiddleconversiontoconverttherotationmovementintolinear

5、motion．Themiddleconversiondevicesoftransmissionwillrestricttoimprovetheperformanceofthesystem．Asnewcontrolcomponentsappearconstantlyandthedevelopmentofmaterialtechnology、motortheory、technologyandcontroltechnology，thelinearmotoranddrivecontroltechnologyareemerge．Linearmotorsdriv

6、edirectlyloadanddon’tneedanymiddletransmissionmechanismSOthatreducethemechanicallossandmaintenanceCOStandimprovetheefficiencyofsystemandcontrolprecision．Thispaperwillbethepermanentmagnetlinearsynchronousmotorascontrolobjectandhaveathoroughstudyonitsworkingprinciple、controlstrat

7、egyandbuildtheservocontrolsystemandcompletethesoftwareandhardwaresystemandexperiments．Thispaperanalyzesthes缸1JctIlreandtheworkingprincipleofthepermanentmagnetlinearsynchronousmotorandthepermanentmagnetlinearsynchronousmotormathematicalmodelisestablishedunderthed—qcoordinatesyst

8、emanddeterminedthe乞=0vectorcontrolstrategy．Thevoltages