基于DSP的新型交流伺服控制系统研究

摘要

该文着重研究了交流永磁同步电动机的伺服控制,在交流感应电动机矢量控制和直流无刷电动机控制基础上,总结并提出了一种新的无电流环交流永磁同步电动机矢量控制思路、位置控制模型和算法及其软制动控制方式,利用TI推出的DSP芯片TMS320LF2407A,成功地实现了对小功率交流永磁同步电动机的伺服控制,包括速度控制和位置控制.由于时间问题,在负载波动较大情况下,控制系统的位置控制特性尚有差距,这个问题将会是进行进一步研究的重点.目前,国际上解决这个问题的方法主要是建立一个优秀的控制模型,并辅之优秀的控制算法,效果较为理想,并且应用较广泛的控制主要有模型自适应控制等.该文共分为概述、正文(七章)、参考文献及录用文章说明等部分.概述部分介绍了该课题的背景,该行业的一些龙头公司,提出了该课题的设计指标及创新思路.第一章介绍了控制电机基础知识,包括控制电机的分类、基本要求等.第二章对伺服控制理论作了一个简要介绍,包括伺服电机相关知识、伺服控制概念及交流永磁同步电机的矢量控制方法等.并且通过系统建模,利用Matlab实现了对系统模型的仿真分析.第三章到第五章着重阐述了该课题的实施方案,主要包括软件部分和硬件部分.提出了基于DSP芯片TMS320LF2407A的交流永磁同步电机伺服控制方案,详细介绍了速度控制环节、位置控制环节的实现方案及其算法,并且给出了实验结果和分析.列表说明当前已经完成的工作及今后进一步工作的建议.第六章简要介绍了该领域的国内外发展现状.第七章作了结论和对今后的展望.该文最后附上参考文献汇总和研究生学习期间的录用文章说明.

目录

文摘

英文文摘

概述

第1章 控制电机发展

1.1 控制电机分类

1.2 运动控制对执行电机的基本要求

1.3 步进电机和交流伺服电机性能比较

第2章 伺服控制理论

2.1 伺服电机相关知识

2.1.1 交流伺服电动机

2.1.2直流伺服电动机

2.1.3 交、直流伺服电动机的性能比较

2.1.4 交流永磁同步电动机

2.1.5 直线电机驱动技术

2.2 伺服控制概念

2.2.1 伺服控制发展历程简述

2.2.2伺服控制系统要求

2.2.3 交流伺服控制系统基本框架

2.3 速度伺服控制概念和速度测控方法

2.3.1 速度的数字测量方法

2.3.2速度的模拟测量

2.2.3 位置伺服控制概念和一般位置控制方法

第3章 交流永磁同步电机矢量控制

3.1 PMSM物理模型分析

3.2 PMSM矢量控制分析

3.2.1 直—交逆变桥电路

3.2.2控制真值表

3.2.3 电机矢量控制思想

3.3 系统建模及仿真

3.3.1 PMSM交流伺服控制系统模型的建立

3.3.2系统仿真模型

3.4 数控机床伺服控制系统一般调试方法

第4章PMSM伺服控制实现方案

4.1 系统实现方案

4.1.1 系统框架介绍

4.1.2 TMS320LF2407A芯片简介[75]

4.1.3 PM20CSJ060介绍

4.2 控制方案及其在TMS320LF2407A上的实现

4.2.1 PWM控制方案

4.2.2速度环设计

4.2.3位置环设计

第5章 方案实施及实验结果

5.1 主控板相关资源

5.2 电源板相关资源

5.3 驱动板相关资源

5.4 软件介绍

5.5 实验结果及简要分析

5.5.1 指令速度800rpm，目标位置为50圈运行时的曲线

5.5.2 指令速度800rpm，目标位置为10圈运行时的曲线

5.5.3 指令速度800rpm，目标位置为1圈运行时的曲线

5.6 目前进展及未完事项

第6章 该领域发展现状

6.1 运动控制领域其他代表性产品和新技术

6.2 国内外数控技术发展现状

第7章 结论及展望

参考文献

致谢

附录：录用文章说明