基于DSP的永磁同步电机控制系统研究资料下载.pdf

基于DSP的永磁同步电机控制系统研究资料下载.pdf

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电机与电器指导教师：

苏义鑫20100501武汉理工大学硕士学位论文摘要随着永磁材料、电力电子技术以及数字信号处理器的发展，交流伺服系统广泛地应用于数控机床、工业机器人等工厂自动化设备中，对其控制性能提出了更高的要求。

由于交流伺服系统较直流系统本身具有的无可比拟的优越性，因此，研究并最终能生产高性能、高可靠性的交流伺服控制器就有着十分重要的意义。

本交流伺服系统以数字信号处理器TMS320LF2407为主控芯片，从控制理论和实际应用两个方面出发，对永磁同步电机转子磁场定向矢量控制伺服系统进行深入、全面的研究。

本文首先分析永磁同步电机数学模型，详细探讨电压空间矢量脉宽调制技术及矢量变换控制原理，并详细阐述PMSM转子磁场定向矢量控制伺服系统的结构以及其控制原理。

其次设计基于TMS320LF2407的永磁同步电机转子磁场定向矢量控制伺服驱动系统的硬件电路，在此基础上介绍DSP的伺服控制系统软件开发的环境，设计永磁同步电机交流伺服系统的程序，给出主程序以及大部分子程序流程图。

最后本文深入研究了一种基于重复补偿的PID控制方案。

该方案对重复补偿控制结构进行改进，并将其嵌入到常规PID控制中。

从仿真结果的分析可以看出，该控制方法提高了交流伺服系统的跟踪精度，加快了其响应速度，提高了系统的抗周期性干扰能力，使系统获得较高的控制性能。

因此验证了设计方案的可行性。

因精密机床常常进行重复性加工，在进行重复加工时各个自由度的输入信号为周期信号，因而本文所讨论的方法在精密机床领域有着很好的应用前景。

关键词：

DSP，永磁同步电机，矢量控制，交流伺服系统ABSTRACTWithpen】【lallentmagneticmaterials，powerelectronicstechnologyandthedevelopmentOfdigitalsignalprocessors，ACservosystemiswidelyusedinCNCmachinet00ls，industrialrobots，factoryautomationequipment，itsperformanceintnehigherdemandACservosystemcomparedwithDCservosystemhasincompamblesuperioritVofthesystem，therefore，tostudyandmanufactureofhighpe哟彻ance，highreliabilityACservocontrolsystemwillhaveagreatsignificance-lnthispaper，thedigitalsignalprocessorTMS320LF2407asthemainchipItcomprehensivestudyfromthetwoaspectsofthecontroltheoryandpractlcaIapplicationofthepermanentmagnetsynchronousmotorrotorfieldorientedVeCtofcontrolservosystemFirstanalysisofpermanentmagnetsynchronousmotormathematicalmodel，discussedindetailthevoltagespacevectorpulsewidthmodulationandvectorcontroltheory，andbrieflydescribedtherotorfieldorientedcontrolPMSMservosystemSeC0nddesignedthehardwareplatformbasedonTMS320LF2407ofpermanentmagnetsynchronousmotorrotorfieldorientedvector，andonthisbasis，introducedtheDSPoftheservocontrolsystemsoftwaredevelopmentenvironment，thedesignofpermanentmagnetsynchronousmotorservosystem，thebasicprocedures，gdvestheflowchartofmainprogramandsomesubroutinesFinalystudyofbasedonrepeatingcompensationPIDcontrolschemeInthispaperwebringforwardanewcontrolstructurebasedOilrepeatingcompensationbYtakingadvantageofrepeatcompensationcontrolandcombiningthePIDcontrolmethodFromthesimulationresultsoftheanalysisshowsthatthecontrolmethodimprovestheexchangeofSCIVOsystemtrackingaccuracy，speedupits佗sponsespeed，improvethesystemofperiodicinterference，thesystemhaveahighercontr0Ipe饷咖anccTherefore，thefeasibilityofdesignwasfeasibilityAsthepreclslonmachinetoolsoftendosomerepeatingprocess，whentheinputsignalofeachdegreeoffreedomisperiodicsignal，themethoddiscussedinthispaperhasaagoodprospectinthefieldofprecisionmachinetoolsKeyWords：

DSP，PMSM，Foe，ACServoSystem独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：

关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；

学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。

（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：

雄导师签名：

孳犬鑫Et导师签名：

墨垒垒期：

珏龟鏖笾2厦武汉理工人学硕士学位论文第1章绪论11课题的研究背景和意义伺服系统属于自动控制系统中的一种随动系统，要求被控量能够以一定准确度跟踪输入量的变化，常常被称为随动系统n3。

它伴随现代电机的制造和驱动技术最早出现于二十世纪初，一九三四年有人第一次提出了伺服机构（ServoMechanism）这个概念。

现代工业中伺服系统被广泛的应用于机器人、数控机床、包装、印刷、食品、纺织、航空航天以及变频器等众多工业领域。

随着各领域科技水平的飞速发展，对伺服系统的要求也日益严格乜1，不同的应用环境对伺服系统的控制性能要求也不尽相同。

按驱动电机的类型来分类的话交流伺服系统可分为两大类：

感应式异步电动机（IM）交流伺服系统和永磁同步电动机（SM）交流伺服系统。

永磁同步电动机的优点是显而易见的，如结构简单、体积小、损耗小；

与感应式异步电动机相比，它不需要无功励磁电流，因此功率因数高；

与直流电机相比，它没有机械换相器和电刷。

近年来，随着永磁材料性能的逐渐提高和完善，以及永磁电机研究开发经验的逐步完善，电力电子技术及控制理论，微处理器等微电子技术的快速发展，软件运算及处理能力的提高，特别是智能功率集成模块（IPM）和高速数字信号处理器（DSP）的应用，使交流伺服系统实现模块化和全数字化，大大提高了系统的鲁棒性、控制精度和控制性能。

基于数字信号处理器的全数字化、高性能的