永磁同步电机位置控制系统设计

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1、第49卷第8期电力电子技术Vo1．49．No．82015年8月PowerElectronicsAug．2015永磁同步电机的位置控制系统设计边党伟·，李长红，高嵩，李梅(1．西北机电工程研究所，陕西咸阳712099；2．西安工业大学，电子信息工程学院，陕西西安710032；3．西北农林科技大学，信息工程学院，陕西杨凌712100)摘要：在永磁同步电机(PMSM)矢量控制的基础上，提出PMSM位置控制系统的设计方法，根据期望的电流闭环时间常数及速度闭环时间常数．实现了电流控制器和速度控制器的设计，按振荡度指标方法，推导出了位置PI控制器的比例增益和积分时间常数的整定方法。为验证此处方法，开发了基

2、于DSP的PMSM位置控制平台，实验结果表明位置定位误差小，跟踪精度高。关键词：永磁同步电机：矢量控制；位置控制中图分类号：TM35I文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)08—0061-02DesignofPermanentMagnetSynchronousMotorPositionControlSystemBIANDang-wei，LIChang-hong，GAOSong2，LIMei(1．NoahwestInstituteofMechanical&ElectricalEngineering，Xianyang712099，China)Abstract：Basedonperm

3、anentmagnetsynchmnousmotor(PMSM)vectorcontrol，aPMSMpositioncontroldesignme-thodispresented．Accordingtotheexpectedtimeconstantofcurrentclosedloopandspeedclosedloop，designofcurrentcontmHerandspeedcontrollerisrealized．Viatheoscillationindexmethod，proportionalgainandintegraltimeconstantofpositionPIcontr

4、olertuningmethodiSderived．ADSPbasedonPMSMpositioncontrolplatformi8devel·oped．Theexperimentalresultsshowthatlowpositionsteperrorandhilshtrackingaccuracyaregained．Keywords：permanentmagnetsynchmnousmotor；vectorcontrol；positioncontrolFoundationProject：SuppoSedbyWeaponResearchSuppoRFoundation(No．62201070

5、317)；ShaanxiProvinceIntema-fionalScientificandTechnologicalCoperationProjects(No．2o15KW一024)1引言fUd=Rid+Lddid／dt—ncoLqi9，1、uq=Riq+LgdigIdt+n~Lgd+ncoqtr一近年来。PMSM以其体积小、功率密度及转矩式中：，Lq，id，，，Uq为d，q轴的电枢电感、电流、电压；R密度高的优点及驱动系统得到了飞速发展，并在为定子绕组的电阻；∞为转子角速度；为转子磁极磁通；国防、纺织业、制造业等领域得到了广泛的应用。n，为极对数。以PMSM及其驱动器实现的位置控制系统具有

6、优电磁转矩方程为：良的控制性能，如跟踪精度高、定位误差小，可广=1．5n【％+(Ld—L)ig】(2)泛应用在火炮随动、雷达跟踪、红外跟踪等系统机械运动方程为：中。矢量控制即磁场定向控制最初是于1971年被一TL—Fw=Jdwldt(3)提出，PMSM矢量控制是将三相定子的电流和电式中：为负载转矩；F为粘滞摩擦系数；J为转动惯量。压变换到同步旋转坐标系下，对电流的转矩分量为实现PMSM转矩和电流的线性化，通常采和励磁分量分别进行控制．可获得与直流电机相取id=O的控制策略，则电机电磁转矩方程变为：媲美的性能。=1．5n(4)2永磁同步电机矢量控制原理为实现PMSM的矢量控制，通常需将电机的定子

7、电流变换成d，q轴的电流分量，进行电流调PMSM在d。q坐标系的电压方程为【l_】：节后再将d。q轴电压变换成定子坐标系下的电压量，并进行PWM，通过逆变主回路驱动电机。电流基金项目：兵器预研支撑基金(62201070317)；陕西省国际的a，b，c坐标系至d，q坐标系变换方程为：科技合作重点项目(2015KW一024)定稿日期：2015—06—03fid=2[i．cosO+ibcos(0-2~r