基于DSP的伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、伺服系統(tǒng)是一種輸出能夠快速而精確地響應(yīng)外部的輸入指令信號(hào)的控制系統(tǒng)。隨著微處理器技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、高性能控制理論以及電機(jī)永磁材料制造工藝的發(fā)展，人們對(duì)伺服控制產(chǎn)品的性能、功能及性?xún)r(jià)比要求也越來(lái)越高。采用基于DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片的電機(jī)控制控制理論，其主要原理就是將電機(jī)的一些運(yùn)行狀態(tài)，比如電機(jī)的各相電流，電機(jī)的轉(zhuǎn)速的模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，將這些數(shù)字量在DSP數(shù)字處理芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)快速的運(yùn)算，將這些運(yùn)算結(jié)果反饋給電機(jī)控制器對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)、

2、準(zhǔn)確、高效的控制。以數(shù)字信號(hào)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)必將成為伺服控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。 永磁同步電機(jī)控制的難點(diǎn)是，其電流是三相交變的，不能象直流電機(jī)一樣靠簡(jiǎn)單的改變電流的大小來(lái)對(duì)電機(jī)實(shí)施控制。在研究了各種方法以后，本文決定運(yùn)用德國(guó)工程師FBlaschke等人首先提出感應(yīng)電機(jī)的磁場(chǎng)定向控制理論（即矢量控制）來(lái)解決該問(wèn)題，該理論的思想是通過(guò)空間矢量變換方法實(shí)現(xiàn)電機(jī)磁

3、通和轉(zhuǎn)矩分量的解耦控制。通過(guò)這種方法，能使三相電流能象直流電一樣進(jìn)行研究。這樣，永磁同步電機(jī)就能象直流電機(jī)一樣進(jìn)行控制了。 本文詳細(xì)研究了永磁同步交流電機(jī)的矢量控制理論，分析了永磁同步交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，闡述了電壓空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）的原理、算法。隨后研究了TMS320F2812的工作原理并闡述了空間矢量脈寬調(diào)制在TMS320F2812平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)方法。本文給出了組成系統(tǒng)的各部分硬件和軟件的設(shè)計(jì)方案。并根據(jù)設(shè)計(jì)方案做出

4、系統(tǒng)實(shí)物，在矢量控制理論的基礎(chǔ)上用TMS320F2812實(shí)現(xiàn)了對(duì)永磁同步交流伺服電機(jī)的電流、速度和位置的三環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，最后給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。 本文所設(shè)計(jì)的另一個(gè)特點(diǎn)就是處理全數(shù)字化。本文運(yùn)用TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812對(duì)電機(jī)的反饋信號(hào)進(jìn)行量化和數(shù)字處理，并且以數(shù)字的方式對(duì)電機(jī)控制器進(jìn)行控制。這樣做的好處不易受外界條件的干擾，取得較好的控制效果。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，全數(shù)字化的處理方式更加直觀，在對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改動(dòng)時(shí)