基于工业缝纫机的PMSM控制系统设计.pdf

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1、乖otO．替常l1瑚吧刀吧亍梗禾Vo1．46，No．112012年11月PowerElectronicsNovember2012基于工业缝纫机的PMSM控制系统设计李强国，李辉，吴瀛拮(电子科技大学，航空航天学院，四川I成都611731)摘要：永磁同步电机(PMSM)是工业缝纫机的动力源，控制系统的目的是使电机平稳运行，并满足工业缝纫机调速范围大，响应速度快等要求。提出一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)和模型参考自适应系统(MRAS)的工业缝纫机电机控制系统。MRAS以理想模型作参照，用来观测电机状态(转子位置、电流、速度等参数)；SVPWM输出PWM波控制电机运行；速度环和电流环

2、调节PWM波占空比。软件系统由主程序和多个中断子程序组成，dsPIC33FJ32MC204芯片具有较强的数据处理能力，使复杂算法得以在单片机上实现。实验结果表明该控制系统能满足工业缝纫机要求的静、动态性能指标。关键词：永磁同步电机；空间矢量脉宽调制：模型参考自适应系统中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)11-0093—02DesignofControlSystemforPMSMBasedonIndustrialSewingMachineLIQiang—guo，LIHui，WUYing—zhe(UniversityofElectronicScien

3、ceandTechnologyofChina，Chengdu611731，China)Abstract：PMSMisthepowersourceofindustrialsewingmachine．Thecontrolsystemisintendedtomakethemotorrunningsmoothlyandmeettherequirementsofwidespeed，fastresponse．ThispaperproposesanindustrialsewingmachinemotorcontrolsystembasedonSVPWMandMRAS．MRASreferencesto

4、allidealmodel，andobservesstatevaluesofthemotor(rotorposition，current，velocity，etc)，SVPWMoutputsPWMwavewhichcanbeusedtocontroltheoperationofthemotor．currentloopandvelocityloopregulatethedutyratioofPWMwave．Thesoftwaresystemconsistsofamainprogramandseveralinterruptsubprograms，dsPIC33FJ32MC204hasstr

5、ongerdataprocessingcapabilities，makingcomplexalgorithmscanberealizationintheSCM．Theexperimentalresultsrevealthat，thesystemcanmeetthetargetofstaticanddynamicrequirementsforindustrialsewingmachine．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；spacevectorpulsewidthmodulation；modelreferenceadaptivesystem

6、1引言2SVPWM基本原理与实现电机制造技术的发展带动了电机控制技术的SVPwM通过控制逆变器功率器件的不同开进步。直流电机具有易于控制、运行平稳的特点，关模式．使产生的磁链矢量轨迹逼近基准圆。人们一直想将直流电机的控制技术应用到交流电PMSM的输出转矩与磁链的模成正比，故理论上机中。正弦脉宽调制(SPWM)和SVPWM就是在这SVPWM能产生恒定转矩。典型的逆变器由6个功种指导思想下产生的[1J。相对于SPWM，SVPWM具率管两两组合形成3个桥臂，每个桥臂的两个功有能量利用率高、易于数字化实现等优点【。率管分别称为上、下桥臂。每相桥臂在某一时刻仅微型计算机技术的发展使更加复杂的控制

7、技有一个桥臂导通，规定：上桥臂导通用“1”表示，下术。如自适应控制、神经网络控制、模糊控制等能桥臂导通用“0”表示。因此，功率管共有8种导通应用到实际控制系统中_31。MRAS以理想模型为参状态，记为(S，5h，5)，称为基本矢量。其中，(0，0，考，根据观测到的系统状态值调整系统参数。状态0)，(1，1，1)不会产生有效的电流输出，因此称其和速度的渐近收敛性由Lyapunov方程和Popov超为零矢量。另外6种是有效状态，彼此间隔60。分稳定