基于倒立擺的永磁交流伺服系統(tǒng)的開發(fā)和研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、電機(jī)制造技術(shù)與電機(jī)控制理論的發(fā)展,永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和航天技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而且,人們對永磁交流伺服系統(tǒng)的性能要求也越來越高。以數(shù)字信號處理技術(shù)為基礎(chǔ)、以永磁同步電機(jī)為執(zhí)行電機(jī)、采用高性能控制策略的全數(shù)字化永磁同步交流伺服控制系統(tǒng)成為伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。本論文主要從控制策略和實(shí)際系統(tǒng)兩個方面對永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)進(jìn)行了全面而深入的研究。同時在直線倒立擺平臺上對永磁同步電機(jī)伺服

2、系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 首先本文介紹了永磁同步電動機(jī)的物理結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型,研究了矢量控制理論與電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù),給出了永磁同步電動機(jī)矢量控制系統(tǒng)的仿真模型和波形曲線。同時采用微分方程建立了直線倒立擺的數(shù)學(xué)模型,并用PID控制方法和完全模糊控制方法進(jìn)行了直線倒立擺的穩(wěn)定控制仿真,給出了相應(yīng)的波形曲線。
　　 其次,在仿真的基礎(chǔ)上以TI公司的TMS320LF2812DSP為控制核心,以三菱PS11033智能

3、功率模塊為功率驅(qū)動單元,再配合電流檢測電路、信號濾波電路、以及相應(yīng)的隔離保護(hù)電路,設(shè)計(jì)了永磁交流伺服系統(tǒng)的硬件平臺。并對硬件平臺的各部分功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
　　 然后,針對倒立擺與永磁交流伺服系統(tǒng)的硬件平臺,結(jié)合實(shí)際情況,完成了上位機(jī)與下位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。下位機(jī)實(shí)現(xiàn)了基于id=0的矢量控制算法,該方法采用了位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)三閉環(huán)控制結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上給出了一種倒立擺的完全模糊控制算法。上位機(jī)采用了LabVIEW開發(fā)軟件實(shí)