基于DSP的调速阀伺服驱动系统设计

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1、国内图书分类号：TM46国际图书分类号：621．3西南交通大学硕士研究生学位论文密级：公开年姓专二。一五年四月ClassifiedIndex：TM46U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHEDESIGNOFSPEEDCONTROLVALVESERVODRIVESYSTEMBASEDoNDSPGrade：2012Candidate：YankangRenAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpecia

2、lity：ElectricalEngineeringSupervisor：Prof．ChunmaoLiApril，2015西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密弧用本授权书。(请在以

3、上方框内打“√”)学位论文作者签名：住恶隶指导老师日期：入f尘、箩．f气日期：知心r．，7西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：一、本文首先研究了三相交流永磁同步电机的数学模型并且详细推导了相关坐标变换过程，然后深入分析了电压矢量脉宽调制原理在三相交流永磁同步电机矢量控制上的实现过程。二、本文详细介绍了三相交流永磁同步电机伺服驱动系统的硬件搭建过程，分别从若干个方面，如主电路设计、控制电路设计、驱动电路设计、电源电路设计以及各电压电流采样电路设计等，系

4、统地探讨了设计各级电路时元器件的选取问题。三、本文通过TI公司针对于DSP芯片的专属软件研发环境CCS5．5完成了三相交流永磁同步电机伺服驱动系统的软件设计，并且详细讲解了主要模块的设计过程，如SVPWM生成模块、AD采样模块、PID调节模块等，然后在搭建好的硬件平台上完成实验过程，最终验证了电压矢量脉宽调制技术在伺服调速控制上的正确性和有效性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成

5、果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：征燕泉日期：务fs年j问一目西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要纵观这些年来科技发展，如电子测量技术、电力驱动技术、计算机科学技术、先进控制技术、尖端材料技术的稳步提高同时电机制造业辉煌发展，使得伺服控制技术进入了新的发展春天，而伺服控制系统也从过去的步进伺服、直流伺服逐步转型成以永磁同步电机、感应电机为主体伺服电机的高新交流伺服系统。近几年，伺服控制系统不仅

6、在常规工业生产和平民生活中得到了非常广泛的应用，而且在诸多高新技术领域，如激光加工领域、多关节机器人领域、数控机床领域、精密集成电路制造领域、工厂自动化设备制造领域、卫星姿态校正领域、雷达及各种军需设备随动跟踪领域、柔性制造领域以及大型自动化生产线领域中的应用也快速发展起来。本课题以TI公司的数字信号处理芯片TMS320F2812作为整个系统的控制核心，旨在设计一套通用交流伺服驱动系统，而论文的主要内容以下面几个方面展开：首先介绍了电力电子、伺服驱动和数字信号处理技术的发展现状，用以说明交流伺服系统

7、的广阔应用前景。其次深入研究三相交流永磁同步电机的内部特点和结构，并在此基础上给出了坐标变换下的三相交流永磁同步电机的数学模型，并建立了三相交流永磁同步电机的仿真模型，完成了仿真研究。然后软件部分以CCS5．5作为软件开发平台，以电机矢量控制技术作为理论基础，借鉴了SVPWM变频调速算法，完成了三相交流永磁同步电机变频调速算法的理论研究。接着具体阐述整个三相交流永磁同步电机伺服驱动系统的硬件设计和搭建过程，包括主电路、控制电路、驱动电路和采样电路的设计和搭建，最终完成了伺服驱动系统的PCB板加工。最

8、后以LabView为人机界面设计平台，完成了对三相交流永磁同步电机的转速等相关电量的实时显示，最终实现了整个交流伺服驱动系统的软硬件联调，验证了其可行性和正确性，并为后面的研究奠定基础。关键词：三相交流永磁同步电机；伺服驱动；电压空间矢量脉宽调制；DSP；LabViewAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnologythroughouttheseyears，suchaus．electronicmeasurementtec