本文關(guān)鍵詞：伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)及控制算法研究　出處：《北京理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機(jī) 矢量控制 低速性能 摩擦 滑模控制

【摘要】：電機(jī)制造工藝、電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,使得以永磁同步電機(jī)(PMSM)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伺服系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。提高PMSM在低速控制領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)于國(guó)防、民用均有很大的意義。伺服系統(tǒng)在低速下的穩(wěn)定性能是影響伺服系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。針對(duì)此問題,本文先介紹了伺服系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及低速研究的概況,分析了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制原理,并結(jié)合坐標(biāo)系的變換推導(dǎo)出永磁同步電機(jī)在各個(gè)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,然后設(shè)計(jì)出硬件電路并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行控制算法研究。伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器硬件以森創(chuàng)公司的60CB020C款電機(jī)為被控對(duì)象,設(shè)計(jì)了以TI公司的TMS320F28335為核心的控制板和以國(guó)際整流器公司的IRAMS06UP60B為核心的功率板。采用CCS3.3作為開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)器軟件控制部分,編寫了以主程序、矢量控制中斷服務(wù)程序、保護(hù)中斷程序以及eQEP中斷服務(wù)程序?yàn)橹饕獌?nèi)容的磁場(chǎng)定向控制程序。并對(duì)搭建的硬件平臺(tái)分模塊、有步驟地進(jìn)行測(cè)試。針對(duì)伺服系統(tǒng)測(cè)量方式和PWM控制方式中存在的問題進(jìn)行了分析。首先,硬件測(cè)量方法方面,針對(duì)低速運(yùn)行過程以及低速到中高速的切換過程,采用了M/T法混合測(cè)速法;其次,研究了空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)控制中存在的死區(qū)問題,并對(duì)死區(qū)進(jìn)行了補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差有一定程度的減少。對(duì)于永磁同步電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)存在的摩擦擾動(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)問題,首先分析了摩擦的影響以及摩擦模型的選擇;其次,分別設(shè)計(jì)了摩擦觀測(cè)器和負(fù)載觀測(cè)器,并提出了一種帶摩擦觀測(cè)器和負(fù)載擾動(dòng)觀測(cè)器的滑模控制方法。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法對(duì)摩擦和負(fù)載進(jìn)行了有效地補(bǔ)償,提高了系統(tǒng)的跟蹤精度和抗干擾能力。
[Abstract]:The development of motor manufacturing technology, power electronics technology and modern control theory. The servo system with permanent magnet synchronous motor (PMSM) as the actuator has been widely used. To improve the application of PMSM in the field of low speed control for national defense. The stability of servo system at low speed is one of the key factors affecting the application of servo system. This paper first introduces the development of servo system technology and the general situation of low speed research, analyzes the structure and control principle of permanent magnet synchronous motor (PMSM). Combined with the transformation of coordinate system, the mathematical model of PMSM in each coordinate system is deduced. Then the hardware circuit is designed and the control algorithm is studied on this basis. The servo system driver hardware takes 60CB020C motor of Senton Company as the controlled object. The control board with TI's TMS320F28335 as the core and the power board with International Rectifier's IRAMS06UP60B as the core are designed. CCS3.3 is adopted as the development tool. Environment design driver software control part. The main program, vector control interrupt service program, protection interrupt program and eQEP interrupt service program as the main content of the magnetic field oriented control program. And the hardware platform is divided into modules. The problems of servo system measurement and PWM control are analyzed. Firstly, the hardware measurement method is discussed. For the low speed operation process and the low speed to high speed switching process, the M / T method is used to measure the velocity. Secondly, the dead-time problem in SVPWM (SVPWM) control is studied. The experimental results show that the steady-state error of the system has been reduced to a certain extent. The friction disturbance and load disturbance of PMSM at low speed are also discussed. Firstly, the influence of friction and the choice of friction model are analyzed. Secondly, friction observer and load observer are designed respectively. A sliding mode control method with friction observer and load disturbance observer is proposed. Simulation and experimental results show that the proposed method can compensate friction and load effectively. The tracking accuracy and anti-interference ability of the system are improved.
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM921.541

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本文編號(hào)：1376431