本文關鍵詞：數(shù)字伺服系統(tǒng)電流環(huán)影響因素的研究

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【摘要】：隨著伺服系統(tǒng)在先進加工、機器人、航天等領域的廣泛應用,伺服系統(tǒng)的高性能受到了越來越多的重視,而且隨著開關功率器件的廣泛應用以及微處理器的性能大幅度提高的情況下,伺服系統(tǒng)已基本實現(xiàn)數(shù)字化。數(shù)字化電流環(huán)其控制對象主要包括電機以及逆變器,另外由采樣量化,濾波等環(huán)節(jié)引起的數(shù)字環(huán)路延時等對電流環(huán)都具有一定的影響。帶寬決定著系統(tǒng)的動態(tài)響應性能,其影響因素主要包括采樣延時以及由PWM占空比更新引發(fā)的逆變器輸出延時。預測控制是基于電機及逆變器模型的一種預測控制方法,由其原理可知該策略能提高系統(tǒng)的動態(tài)響應,直接預測控制與無差拍預測控制是其中比較典型的兩種,兩種策略的差別在于電壓矢量生成方式的不同。對PMSM及逆變器建模,介紹了SVPWM原理,在此基礎上給出伺服系統(tǒng)電流環(huán)經(jīng)典結(jié)構(gòu)圖,根據(jù)工程設計方法對其進行簡化分析,得到實用的電流環(huán)框圖,結(jié)合框圖分析對電流環(huán)起影響的主要因素,基于本文的電機參數(shù)進行仿真證實設計的有效性,然后根據(jù)工程設計結(jié)果設計出雙閉環(huán)系統(tǒng),為后續(xù)實驗做基礎。對電流環(huán)帶寬進行理論推導,分析其主要影響因素并在一定的約束條件下得到其精確的公式,分析三種采樣方式及占空比更新時序得到各自的帶寬,顯示了DSDU(單載波周期內(nèi)電流雙采樣雙更新)方式在提高電流環(huán)系統(tǒng)的帶寬上要優(yōu)于SSSU(單載波周期內(nèi)電流單采樣單更新)的兩種模式,并通過進一步的實驗證明了推理的正確性。細致的介紹了電流預測控制原理,主要對直接預測控制(direct predictive control—DPC)和無差拍控制(dead-beat control—DBC)進行了細致的分析,兩者區(qū)別主要在于生成矢量電壓方式的不同,從控制頻率與開關頻率關系對比分析了二者的性能,根據(jù)上述結(jié)果給出了其轉(zhuǎn)矩性能方面的對比,最后給出了兩種策略在提高系統(tǒng)電流環(huán)帶寬的實驗,證實了兩種策略都要優(yōu)于SSSU與DSDU方式,驗證了其對提高系統(tǒng)動態(tài)響應的有效性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM921.541

【參考文獻】

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1 黃聲華;吳芳;;永磁交流伺服系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展概況[J];微特電機;2008年05期

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本文編號：1179566