本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)參數(shù)自整定研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著伺服控制技術(shù)的飛速發(fā)展,在實際應(yīng)用中對伺服系統(tǒng)的要求也越來越高。永磁同步電機(jī)(PMSM)以其體積小、高效、高可靠性、低損耗、高功率密度、快響應(yīng)等優(yōu)點而被廣泛地應(yīng)用于實際應(yīng)用中,逐漸成為了伺服系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的首選之一。因此,研究高性能、適應(yīng)性強(qiáng)的永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。本文主要針對永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)控制器參數(shù)自整定展開研究,從而提高伺服系統(tǒng)控制器的性能。首先,介紹了伺服系統(tǒng)和PID參數(shù)整定方法的發(fā)展現(xiàn)狀及其未來發(fā)展趨勢,分析了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型,通過坐標(biāo)變換得到了d-q坐標(biāo)系下永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。介紹了矢量控制的原理,并采用了id=0的矢量控制方法作為本系統(tǒng)的控制策略。其次,設(shè)計了永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)電流環(huán)和速度環(huán)控制器,并分析了傳統(tǒng)PI控制器的不足之處。為了克服傳統(tǒng)控制器的不足之處,本文提出了速度環(huán)用模糊PI參數(shù)自整定控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)PI控制器的方法,并通過軟件MATLAB/Simulink搭建了整個控制系統(tǒng)的仿真模型,仿真結(jié)果驗證了設(shè)計控制器的有效性并為系統(tǒng)軟件和硬件的設(shè)計提供參考。再次,利用模塊化的思想,C語言為主、匯編語言為輔設(shè)計了整個控制系統(tǒng)的軟件。主要包括主程序、定時器T1下溢中斷子程序、SVPWM生成子程序、電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置檢測子程序、電機(jī)轉(zhuǎn)速計算子程序、模糊PI控制子程序等設(shè)計過程,并給出了相關(guān)程序設(shè)計的流程圖。最后,為了驗證所設(shè)計控制器的可行性,設(shè)計了光電編碼器接口電路和電流采樣電路等外圍電路,并利用TMS320F2812的DSP開發(fā)板、永磁同步電機(jī)、永磁同步電機(jī)驅(qū)動板搭建了控制系統(tǒng)的實驗平臺。進(jìn)行了永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的電流環(huán)和速度環(huán)實驗,得到電機(jī)的電流曲線和不同情況下的速度響應(yīng)曲線。實驗結(jié)果表明,本系統(tǒng)有較快的響應(yīng)速度、較強(qiáng)的抗干擾能力,驗證了本設(shè)計控制器的可行性,證明了該控制方法能有效提高永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)控制器的性能。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 矢量控制 模糊PI控制 SVPWM DSP
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 課題的研究背景及意義13-14
• 1.2 永磁同步伺服系統(tǒng)的簡介14-17
• 1.2.1 伺服系統(tǒng)控制策略的介紹14-16
• 1.2.2 永磁同步伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢16-17
• 1.3 PID參數(shù)自整定的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.1 PID參數(shù)常規(guī)整定方法17-18
• 1.3.2 PID參數(shù)智能整定方法18
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容18-20
• 第二章 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及控制20-28
• 2.1 永磁同步電機(jī)的基本機(jī)構(gòu)與分類20-21
• 2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型21-25
• 2.2.1 坐標(biāo)變換23-24
• 2.2.2 永磁同步電機(jī)在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.3 永磁同步電機(jī)的矢量控制原理25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真28-49
• 3.1 電流控制器的設(shè)計28-34
• 3.1.1 電流環(huán)參數(shù)設(shè)計28-29
• 3.1.2 SVPWM算法29-34
• 3.2 速度控制器的設(shè)計34-41
• 3.2.1 常規(guī)速度環(huán)PI控制器設(shè)計34-35
• 3.2.2 模糊PI控制器設(shè)計35-41
• 3.3 系統(tǒng)仿真研究41-48
• 3.3.1 電流環(huán)系統(tǒng)仿真41-42
• 3.3.2 速度環(huán)系統(tǒng)仿真42
• 3.3.3 控制系統(tǒng)仿真結(jié)果分析42-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計49-57
• 4.1 系統(tǒng)軟件的總體結(jié)構(gòu)49-50
• 4.2 下溢中斷子程序的設(shè)計50-56
• 4.2.1 SVPWM生成子程序51-52
• 4.2.2 電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置檢測子程序52-54
• 4.2.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速計算子程序54
• 4.2.4 模糊PI自整定子程序54-56
• 4.3 定點DSP的數(shù)據(jù)格式處理56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計及實驗結(jié)果分析57-69
• 5.1 控制系統(tǒng)整體硬件組成57-58
• 5.2 DSP控制器及其外圍接口電路58-63
• 5.2.1 F2812控制板介紹58
• 5.2.2 功率驅(qū)動板介紹58-59
• 5.2.3 電源模塊59-60
• 5.2.4 通信接口電路60
• 5.2.5 光電編碼器接口電路60-62
• 5.2.6 電流采樣電路62-63
• 5.3 系統(tǒng)實驗結(jié)果與分析63-68
• 5.3.1 控制系統(tǒng)實驗設(shè)備63
• 5.3.2 電流環(huán)實驗63-66
• 5.3.3 速度環(huán)實驗66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文75-77
• 致謝77

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