基于DSP的数字化永磁同步电机位置控制技术研究

随着交流伺服控制技术的不断进步,交流伺服驱动系统将逐渐取代直流伺服驱动系统。由于永磁同步电机伺服控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的速度伺服与位置伺服控制,因此永磁同步电机伺服控制系统在交流伺服驱动系统中占据着重要的地位,全数字化是未来伺服驱动技术发展的必然趋势。 本文首先对永磁同步电机进行了分析,建立了永磁同步电机的数学模型。分析了永磁同步电机矢量控制的原理和特点,确立了转子磁场定向的矢量控制技术方案。系统硬件采用数字信号处理芯片(DSP)、伺服控制芯片和智能功率模块构成交流伺服系统。伺服控制芯片实现电流环和速度环,DSP实现位置环。然后在完成硬件设计的基础上,进行了系统软件的设计开发,包括系统主程序、位置环中断服务子程序、DSP和伺服控制芯片通信子程序、以及其他中断服务子程序。此外,本文还完成了基于SERCOS总线的伺服控制器通信从站软硬件和基于LabVIEW的上位机监控软件的开发,并对现场总线在数字化电机控制中的应用进行了探讨。 对本文研发的交流伺服系统的速度闭环控制和位置闭环控制进行了仿真和实验研究。实验结果表明,自行研制的软硬件系统能很好地实现永磁同步电机位置伺服控制功能,可满足高性能伺服控制系统的要求。 最后,对全文作了总结,并根据系统在实际应用中的需求,对进一步的研发工作提出了建议。