本文選題：PMSM + 伺服��； 參考：《西安工程大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：伺服控制器廣泛應(yīng)用于數(shù)控車床等領(lǐng)域,現(xiàn)代工業(yè)對伺服控制器性能的要求越來越高。針對這一問題,本文研究三相交流永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與實(shí)驗(yàn)方法。確定被控對象為1.3Kw的表貼式三相交流永磁同步電機(jī),給出電機(jī)關(guān)鍵參數(shù),在不同坐標(biāo)系下建立其數(shù)學(xué)模型。對比矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制,選定伺服系統(tǒng)的控制策略為按電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制。結(jié)合表貼式永磁同步電機(jī)(S PMSM)自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選用id=0電流控制方法,實(shí)現(xiàn)電流解耦。在自動控制理論的指導(dǎo)下完成伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)。完整的伺服控制系統(tǒng)包含三閉環(huán)設(shè)計(jì),分別是電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)。其中電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)為PI調(diào)節(jié)器,合理利用PI調(diào)節(jié)器的輸出限幅及積分分離功能。位置環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)為P調(diào)節(jié)器以避免出現(xiàn)位置輸出超調(diào)。三相逆變器采用SVPWM控制方式,該方法具有輸出特性好、逆變器直流母線電壓利用率高等特點(diǎn)。在Matlab/Simulink里搭建永磁同步電機(jī)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向、采用電壓空間矢量控制的伺服控制系統(tǒng)仿真平臺。完成從構(gòu)成伺服控制系統(tǒng)的各模塊到整個系統(tǒng)的仿真,研究系統(tǒng)的動靜態(tài)特性,分析控制系統(tǒng)性能跟調(diào)節(jié)器參數(shù)之間的關(guān)系,以及系統(tǒng)工作狀況變化對伺服控制系統(tǒng)輸出的影響。討論控制系統(tǒng)應(yīng)對這些問題的方法。根據(jù)伺服系統(tǒng)的控制需求設(shè)計(jì)硬件電路,圍繞TI公司的TMS320F28335設(shè)計(jì)了電流、轉(zhuǎn)速及位置的檢測與調(diào)理電路。為了提高系統(tǒng)的安全性能以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場需求,硬件上采用了過流、過壓、泄放等保護(hù)措施,軟硬件結(jié)合件實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動。在CCS5.5編譯環(huán)境下編寫電壓空間矢量控制的C語言程序并進(jìn)行調(diào)試。本文是結(jié)合數(shù)控車床需求進(jìn)行的學(xué)習(xí)和研究工作,使理論上的研究能更好的服務(wù)于實(shí)際生產(chǎn)。仿真與實(shí)驗(yàn)表明,采用電壓源型逆變器的按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)能達(dá)能良好的動靜態(tài)性能,在理論上具有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用和研究價(jià)值,工程實(shí)際中有著廣闊的應(yīng)用前景。圖69幅,表6個,參考文獻(xiàn)59篇。
[Abstract]:Servo controller is widely used in CNC lathe and so on. The performance of servo controller is becoming more and more important in modern industry. Aiming at this problem, the design theory and experimental method of servo control system for three phase AC permanent magnet synchronous motor (PMSM) are studied in this paper. The surface paste three phase permanent magnet synchronous motor (PMSM) which is controlled by 1.3Kw is determined. The key parameters of the motor are given and its mathematical model is established in different coordinate systems. Compared with vector control and direct torque control, the control strategy of servo system is vector control based on rotor flux linkage. According to the structural characteristics of surface permanent magnet synchronous motor (PMSM), id=0 current control method is used to realize current decoupling. The servo system regulator is designed under the guidance of automatic control theory. The complete servo control system consists of three closed-loop designs, namely, current loop, speed loop and position loop. The current loop and speed loop regulator are designed as Pi regulators, and the output limiting and integral separation functions of Pi regulators are reasonably utilized. The position loop regulator is designed as a P regulator to avoid position output overshoot. The three-phase inverter adopts SVPWM control mode. This method has good output characteristics and high utilization ratio of DC bus voltage. The permanent magnet synchronous motor (PMSM) is set up in Matlab/Simulink, and the servo control system simulation platform based on voltage space vector control is adopted. Complete the simulation from the modules of the servo control system to the whole system, study the dynamic and static characteristics of the system, and analyze the relationship between the performance of the control system and the parameters of the regulator. And the influence of the system working condition change on the servo control system output. This paper discusses how the control system can deal with these problems. According to the control requirements of servo system, the hardware circuit is designed, and the current, speed and position detection and conditioning circuit is designed around TI's TMS320F28335. In order to improve the safety performance of the system to meet the needs of the industrial scene, overcurrent, overvoltage, discharge and other protection measures are adopted in the hardware. The soft start of the motor is realized by the hardware and software combination. The C language program of voltage space vector control is written and debugged in CCS5.5 compiling environment. This paper is based on the study and research work of CNC lathe, so that the theoretical research can better serve the actual production. The simulation and experiments show that the voltage source inverter can achieve good static and static performance by rotor flux linkage oriented vector control system, which has a strong guiding role and research value in theory, and has a broad application prospect in engineering practice. 69 figures, 6 tables, 59 references.
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM341

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本文編號：1799433