基于空间矢量的永磁交流伺服控制系统研究

题名:基于空间矢量的永磁交流伺服控制系统研究
作者:赵志堂
学位授予单位:山东理工大学
关键词:永磁交流伺服系统;;空间矢量;; DSP
摘要:

 永磁交流伺服电机具有结构简单、体积小、重量轻、转动惯量小、效率高、功率因数高、过载能力强等优点,与直流伺服电机相比具有无电刷和换向器、工作稳定、易于散热等优点,与感应伺服电机相比具有控制简单、无励磁损耗等优点。因此永磁交流伺服系统得到了广泛的关注,数字化、智能化的永磁交流伺服系统成为伺服系统的发展趋势和研究热点,研究开发永磁交流伺服电机系统既能充分利用我国丰富的稀土资源,又对提高我国伺服控制水平、节约能源消耗具有重要意义。本文的主要内容就Magnetic lifter是研究和设计全数字化的永磁交流伺服系统。

 分析和比较了矢量控制和直接转矩控制的特点,根据伺服控制系统的要求确定永磁交流伺服系统采用空间矢量控制策略,通过分析空间矢量控制的四种方式,确定采用id=0的磁场定向控制。

 为了验证设计的正确性,对基于空间矢量的永磁交流伺服系统进行了仿真研究。建立了永磁交流伺服电机在三相坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,及建立了永磁交流伺服电机Matlab仿真模型和空间矢量控制系统的仿真模型,并利用Matlab对转子电压空间矢量控制,空间矢量PWM波形的产生,电流环和速度环的调节等控制方法进行了仿真。

 设计了永磁交流伺服系统硬件电路,包括系统功率主电路、系统控制电路和辅助电路。其中主控芯片采用TI公司的电机控制http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter专用DSP,功率元件采用三菱公司的智能功率模块。采用C语言和汇编语言进行了系统软件设计,详细介绍了系统软件各部分的流程。

 对所设计的系统进行了实验,对实验结果进行分析,实现了永磁交流电机的全数字化空间矢量控制。实验结果与仿真结果相符合,证明了设计方案的正确性。
学位年度:2010