含干擾觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)位置控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、電機(jī)制造技術(shù)以及數(shù)字化控制技術(shù)的不斷發(fā)展,交流控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。但是在一些應(yīng)用場(chǎng)合,例如機(jī)械臂在提取和卸放重物的過(guò)程中,位置控制系統(tǒng)會(huì)受到外界負(fù)載擾動(dòng)的影響,使得控制系統(tǒng)的性能下降。本文采用干擾觀測(cè)器的方法對(duì)負(fù)載擾動(dòng)進(jìn)行抑制。永磁同步電機(jī)位置控制系統(tǒng)常采用電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)和位置環(huán)的典型三閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)?？紤]到外部干擾對(duì)系統(tǒng)的影響,采用干擾觀測(cè)器的方法來(lái)提高位置跟隨的魯棒性。在分析干擾觀測(cè)器原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)得到

2、了三閉環(huán)控制系統(tǒng)加干擾觀測(cè)器的位置控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。按照永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和電機(jī)參數(shù),對(duì)三環(huán)PID控制器的參數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得出干擾觀測(cè)器的名義模型,并主要分析計(jì)算了其中的低通濾波器。
　　本文根據(jù)上面的永磁同步電機(jī)的位置控制策略,結(jié)合推導(dǎo)得到的數(shù)學(xué)模型,在MATLAB\SIMULINK軟件中搭建了整個(gè)控制系統(tǒng)。該軟件提供了豐富的仿真模型,包括三相橋式電路和永磁同步電機(jī)的模型。利用推導(dǎo)的模型參數(shù)對(duì)SVP

3、WM生成模塊、干擾觀測(cè)器模塊以及PI控制模塊進(jìn)行了搭建,最后進(jìn)行了仿真分析,仿真結(jié)果表明位置控制系統(tǒng)不僅能夠按要求跟隨給定,并且在加入干擾觀測(cè)器后,抗外界干擾能力得到了明顯的提高。本文搭建了永磁同步電機(jī)位置控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。其中,控制電路采用TMS320F28027,該芯片具有體積小,功能強(qiáng)且成本低的優(yōu)點(diǎn)。為提高電流采樣的精度,設(shè)計(jì)了外部的電流采樣和高精度的AD轉(zhuǎn)換電路。最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,測(cè)試了控制系統(tǒng)的速度環(huán)、位置環(huán)以及負(fù)載擾動(dòng)對(duì)