基于PWM的直流伺服电机电感匹配计算方法.pdf

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1、第26卷第2期机

电

工

程Vo.l26No.22009年2月Mechanical&ElectricalEngineeringMagazineFeb.2009*基于PWM的直流伺服电机电感匹配计算方法1,213洪华杰,雷
亮,杨竹青(1.中国兵器工业第205研究所,陕西西安710065;2.国防科技大学三院,湖南长沙410073;3.75753部队,广东广州510000)摘
要:脉宽调制(PWM)是直流伺服电机驱动的常见方式之一,回路感值匹配是驱动设计的重要内容。以某型光电稳瞄吊仓直流伺服系统为研究对象,结合国内关于PWM驱动直流电机的设计技巧,推导得到了电流纹波

2、的计算公式,并列出了直流伺服电机基于PWM控制时的回路电感设计准则。仿真试验验证了结果的正确性,为同类系统的设计提供了参考依据。关键词:脉宽调制;感值匹配;纹波;稳态精度中图分类号:TM46



文献标识码:A文章编号:1001-4551(2009)02-0022-03InductancematchingcalculationmethodsofDCservomotorbasedonthePWMcontrol1,213HONGHua-jie,LEILiang,YANGZhu-qing(1.205InstituteofChinaWeaponIndustry,Xian710

3、065,China;2.3rdInstitute,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China;3.Unit75753,Guangzhou51000,China)Abstract:pulsewidthmodulation(PWM)isoneofthemostpopulardrivingmodesforDCservomotors.Itisanessentialcontenttomatchcircuitinductanceinsystemdesignperiod.TheDCservosysteminap

4、hotoelectricitystabilizedandaimedpodwasre-searched.TheformulaofcurrentripplewasevaluatedbysynthesizingsomedomesticdesigntechnologiesaboutPWMdriver.AndtheinductancedesignrulesforDCmotordrovebyPWMwerelisted.Theresultshavebeenvalidatedbythesimulationtest,anditcanprovidethereferencesforsyste

5、mdesign.Keywords:pulsewidthmodulation(PWM);inductancematching;ripple;steadyaccuracy0
引
言1
光电吊仓PWM驱动与问题的提出光电稳瞄吊仓采用直流伺服电机驱动转塔,其控制光电稳瞄系统被誉为现代战场的眼睛和大脑,是[1]系统如图1所示。由图1可以看出,该光电稳瞄吊仓控实现先敌开火、首先命中的重要保证。稳定控制是制系统是双环控制结构,内环为电流环,外环为速度环。稳瞄产品中的核心技术之一,其中的PWM驱动是控制系统的一个重要组成部分。作为直流伺服的一种主[2-4]要工作形式,PWM驱动已经不是

6、新鲜技术。众所周知,PWM驱动不能直接接纯阻性载荷,虽然直流电机属于感性负载,但对于高速伺服电机来说,一般要在图1
光电稳瞄吊仓控制系统示意图电机回路中串连电感,否则可能导致驱动和电机异常发热、甚至烧毁。为什么要加感抗,需要加多大感值?该伺服驱动电路采用PWM双桥驱动,如图2所这在很多系统中都需要依靠调试或者经验值给出。示。在图2中,圆圈内表示广义负载。本研究以某型光电稳瞄吊仓为研究对象,综合国PWM驱动原理可以描述为:在周期T内,当t

7、驱动回路感值计算的环;当t>t1时,电源反向加在负载AB两端,电流按通方法,并列出电感匹配的设计准则,为该光电稳瞄系统路2构成闭环。的设计提供必要的依据。电机电枢两端的脉宽电压信号和流过电机绕组的电流信号如图3所示。收稿日期:2008-08-06基金项目:中国博士后科学基金资助项目(20070420835)作者简介:洪华杰(1976-),男,山东荣成人,博士后,主要从事光电稳定系统、机电一体化技术、磁悬浮控制系统等方面的研究.E-mai:lopalqq@163.com第2期洪华杰,等:基于PWM的直流伺服电机电感匹配计算方法
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