交流伺服電機驅(qū)動器及其通訊技術(shù)的研究.pdf

1、伺服系統(tǒng)作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的重要驅(qū)動源之一，是工業(yè)自動化不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)，在許多高科技領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。數(shù)控系統(tǒng)作為伺服電機的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，對伺服系統(tǒng)提出了特殊的要求。伺服電機驅(qū)動器的設(shè)計應(yīng)充分考慮現(xiàn)今數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向和對伺服電機驅(qū)動器的要求。隨著數(shù)控系統(tǒng)本身復(fù)雜性的不斷增長，為適應(yīng)市場需求，數(shù)控系統(tǒng)逐漸朝著開放式數(shù)控系統(tǒng)的方向發(fā)展。而基于Windows系統(tǒng)的開放型數(shù)控系統(tǒng)面臨的一個很大的問題就是如何在非實時性的Win

2、dows操作系統(tǒng)中運行實時性任務(wù)。如何設(shè)計一個伺服控制系統(tǒng)，能夠以另一種方法解決Windows系統(tǒng)下的實時性問題；如何能夠做到多個伺服控制器同時服務(wù)于數(shù)控系統(tǒng)并使其聯(lián)動。
　　本文以上面兩個問題為中心，分析了伺服控制系統(tǒng)與主機之間的通訊問題。開放型數(shù)控系統(tǒng)與Windows的實時通訊是伺服電機控制指令的承載體，實時通訊的可靠性及傳輸速率等性能直接影響著數(shù)控系統(tǒng)的性能。本文選擇了基于USB2.0協(xié)議的通訊接口，以獲得高速的通訊速度和伺

3、服系統(tǒng)可擴展性能。同時，本文還設(shè)計開發(fā)了伺服系統(tǒng)指令存儲緩沖區(qū)。設(shè)計合理的指令緩沖區(qū)能夠大大緩解通訊延遲，提高嵌入式系統(tǒng)的實時控制性能。
　　為取得良好的電機控制性能，本文以交流電機的矢量控制理論為基礎(chǔ)建立了永磁同步電機的矢量解耦控制模型，并以這個模型為基礎(chǔ)，設(shè)計了基于DSP+FPGA架構(gòu)的伺服控制系統(tǒng)，在DSP和FPGA上實現(xiàn)了電機的矢量控制算法。同時還設(shè)計了高速高精度的電流檢測電路，速度檢測電路，使控制系統(tǒng)真正實現(xiàn)位置、速度、