基于TMS320F2812A的永磁同步电机伺服系统设计

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1、浙江工业大学硕士学位论文基于TMS320F2812A的永磁同步电机伺服系统设计姓名：林正申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：冯浩;钟德刚20050301浙江工业大学硕士学位论文基于TMS320F2812A的永磁同步电机伺服系统设计摘要伺服系统是电机制造技术、检测技术、电力电子技术、微处理器技术和现代控制技术相结合的产物。永磁同步电机具有高效、高转矩电流比和低惯量等优点，在高性能微处理器芯片和先进控制理论的支持下能获得良好的控制性能。因此，永磁同步电机在伺服控制领域得到了广泛的应

2、用。本课题以当前最先进的数字信号处理器芯片TMS320F2812A为核心控制单元，设计了大功率永磁同步电机伺服系统，并对设计中的一些关键环节进行了理论研究和实践探索。首先，本文结合大量的文献资料，全面总结和分析了当前永磁同步电机伺服系统的几大优势及其存在的难题，进一步明确了加强开发永磁同步电机伺服系统的意义。其次，总结了永磁同步电机的工作和控制原理，为解决大功率电机的发热问题，对永磁同步电机的结构进行了改经；同时阐述了矢量控制原理，针对普通控制方法调速范围不宽的特点，提出了基于最小端电压比的弱磁

3、控制方法；并结合空间矢量脉宽调制，提出了永磁同步伺服系统的控制方案。再次，基于模块化设计原则，本文对DSP资源进行深入的应用研究，提出了基于DSP的控制方案，设计和实现了一台软、硬件结合的全数字化控制器；针对当前转子位置检测方法存在的各种不足，选用了对电机绕组施加脉冲电压，检测由于三相绕组电感变化引起的电流差异来判定转子初始位置的新方法；并利用RS-485作为与Pc机通讯的接口，开发了具有实时监控并显示的上位机应用程序，增加了系统运行状态的可观性、实用性，缩短了调试周期，方便现场运行，具有较高的

4、工程使用价值。最后，对上述系统进行了试验研究。通过实验结果分析，进一步验证和深化了上述所取得的一些理论结果，表明了系统设计合理、技术得当、性能可靠。关键词：永磁同步电机，伺服系统，数字信号处理器，弱磁控制，空间矢量脉宽调制Il浙江工业大学硕士学位论文DESIGNoFPERNIANENTMAGNETSYNCHRoNoUSMoToRSERVOSYSTEMBASEDoNTM$320F2812AABSTRACTServosystemcombmestheelectricalmomrtheorieswitl

5、lthemodempowerelectronicstechniques，sensortechniques，microprocessortechniquesandadVancedcontroltheories．Astherepresentativeofmodemelectricalmotors，permanentmagnetsynchronousmomr(PMSM)isidealforadvancedservosystemsforitspotentialsofhighefficiency,high

6、torquetocurrentratio，andlowinenia．Thus，permanentmagnetsynchronousmotoriswidelyregardedinservocontrolfield．ThedissertationfocusesonthedesignofthesystemforpermanentmagnetsynchronousmotorservosystembasedonthemostadvancedDSPchip-TMS320F2812A，andhasdoneso

7、metheoreticresearchaswellasexperimentalresearchtosomekeypartsFirstly，thedissertationsummarizestheadVantagesanddisadvantagesofACservosystems，andunderstandsthesignificanceofthedevelopingPMSMservosystemclearSecondly,thedissertationsummarizesthathowtoPMS

8、Mworkandhowtocontrolit，improvesthePMSMstructuretoresolvingtheheatingof111浙江工业大学硕士学位论文bigpowerPMSM．ItsummarizestheprincipleandimplementationoftheField—OrientedControl，adoptsthefield-weakenbasedonthesmallestportvoltageratiotoextendtherangeofspeed，andde