基于DSP的全数字交流模糊位置伺服控制系统的研究

摘要

该文对基于DSP的位置伺服系统进行了研究和分析.为适应控制系统的高性能的控制要求,对永磁同步电机采用矢量控制,并对位置环采用了模糊控制的方法,建立了几种不同的位置模糊控制器,第一种是基于粗调模式和细调模式的双模控制模糊控制器,第二种是具有多个可调因子的自寻优模糊控制器.仿真结果表明,上述模糊控制器具有一定的抗干扰能力和自适应性.该文采用了美国TI公司的DSP(TMS320F240)EVM板作为主控制板,利用其优越的运算能力和方便的外围设备实现了永磁同步电机位置伺服系统模糊控制器的设计,通过实验,对不同的控制方法进行分析,提出了改进系统控制效果的方法.

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第1章绪论

1.1伺服系统及其伺服控制技术的发展

1.2永磁同步电机在交流伺服系统中的应用

1.3课题研究的背景

1.4论文的主要工作

第2章永磁同步电机的数学模型及其矢量控制

2.1三相永磁同步电机的数学模型

2.1.1电压方程、转矩方程、及状态方程的建立

2.2永磁同步电机位置伺服系统的建立

2.2.1永磁同步电机矢量控制原理

2.2.2 PMSM位置伺服系统的建立与分析

第3章永磁同步电机位置伺服系统模糊控制器的设计

3.1永磁同步电机的等效电机模型

3.2位置伺服系统内环控制器的设计

3.2.1电流调节器的设计

3.2.2速度调节器的设计

3.3伺服系统位置模糊控制器的设计

3.3.1双模控制模糊控制器的设计

3.3.2带可调因子的模糊控制器的设计

第4章永磁电机位置伺服系统的组成与功能实现

4.1 TMS320F240的结构与特点

4.2系统结构与硬件组成

4.2.1系统主电路的构成

4.2.2驱动电路的设计

4.2.3系统保护电路的设计

4.3控制电路及其反馈信号的处理

4.3.1 A/D采样单元

4.3.2转子磁极位置和速度检测

4.3.3空间矢量PWM波的产生

4.4控制系统软件设计与实现

4.4.1 DSP程序中的数的定标和系数量化

4.2.2伺服系统控制软件的结构

4.4.3控制系统软件的设计及F240中断源的使用

第5章仿真实验及其结果分析

5.1基于MATLAB/SIMULINK的PMSM的动态仿真

5.2控制系统软件的调试和实验结果分析

结论

参考文献

致谢