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、微型計算機技術、電機制造技術與電機控制理論的發(fā)展,永磁同步電機伺服系統(tǒng)在工農業(yè)生產和航天技術等領域得到了廣泛的應用。而且,人們對永磁交流伺服系統(tǒng)的性能要求也越來越高。以數字信號處理技術為基礎、以永磁同步電機為執(zhí)行電機、采用高性能控制策略的全數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際系統(tǒng)兩個方面對永磁同步電機伺服系統(tǒng)進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伺服

2、系統(tǒng)的控制性能進行了驗證。
　　 首先本文介紹了永磁同步電動機的物理結構和數學模型,研究了矢量控制理論與電壓空間矢量脈寬調制技術,給出了永磁同步電動機矢量控制系統(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學模型,并用PID控制方法和完全模糊控制方法進行了直線倒立擺的穩(wěn)定控制仿真,給出了相應的波形曲線。
　　 其次,在仿真的基礎上以TI公司的TMS320LF2812DSP為控制核心,以三菱PS11033智能

3、功率模塊為功率驅動單元,再配合電流檢測電路、信號濾波電路、以及相應的隔離保護電路,設計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行了詳細的分析。
　　 然后,針對倒立擺與永磁交流伺服系統(tǒng)的硬件平臺,結合實際情況,完成了上位機與下位機的軟件設計。下位機實現(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)控制結構,并在此基礎上給出了一種倒立擺的完全模糊控制算法。上位機采用了LabVIEW開發(fā)軟件實