基于DSP的永磁同步电机控制系统研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着永磁材料、电力电子技术以及数字信号处理器的发展，交流伺服系统广泛地应用于数控机床、工业机器人等工厂自动化设备中，对其控制性能提出了更高的要求。由于交流伺服系统较直流系统本身具有的无可比拟的优越性，因此，研究并最终能生产高性能、高可靠性的交流伺服控制器就有着十分重要的意义。本交流伺服系统以数字信号处理器TMS320LF2407为主控芯片，从控制理论和实际应用两个方面出发，对永磁同步电机转子磁场定向矢量控制伺服系统进行深入、全面的研究。本文首先分析永磁同步电机数学模型，详细探讨电压空间矢量脉宽调制技术及矢量变换控制原

2、理，并详细阐述PMSM转子磁场定向矢量控制伺服系统的结构以及其控制原理。其次设计基于TMS320LF2407的永磁同步电机转子磁场定向矢量控制伺服驱动系统的硬件电路，在此基础上介绍DSP的伺服控制系统软件开发的环境，设计永磁同步电机交流伺服系统的程序，给出主程序以及大部分子程序流程图。最后本文深入研究了一种基于重复补偿的PID控制方案。该方案对重复补偿控制结构进行改进，并将其嵌入到常规PID控制中。从仿真结果的分析可以看出，该控制方法提高了交流伺服系统的跟踪精度，加快了其响应速度，提高了系统的抗周期性干扰能力，使系统获得较高的控制性能。因此验证

3、了设计方案的可行性。因精密机床常常进行重复性加工，在进行重复加工时各个自由度的输入信号为周期信号，因而本文所讨论的方法在精密机床领域有着很好的应用前景。关键词：DSP，永磁同步电机，矢量控制，交流伺服系统ABSTRACTWithpen】【lallentmagneticmaterials，powerelectronicstechnologyandthedevelopmentOfdigitalsignalprocessors，ACservosystemiswidelyusedinCNCmachinet00ls，industrialrobots，fa

4、ctoryautomationequipment，itsperformanceintnehigherdemand．ACservosystemcomparedwithDCservosystemhasincompamblesuperioritVofthesystem，therefore，tostudyandmanufactureofhighpe哟彻ance，highreliabilityACservocontrolsystemwillhaveagreatsignificance-lnthispaper，thedigitalsignalprocess

5、orTMS320LF2407asthemainchip·ItcomprehensivestudyfromthetwoaspectsofthecontroltheoryandpractlcaIapplicationofthepermanentmagnetsynchronousmotorrotorfieldorientedVeCtofcontrolservosystem．Firstanalysisofpermanentmagnetsynchronousmotormathematicalmodel，discussedindetailthevoltag

6、espacevectorpulsewidthmodulationandvectorcontroltheory，andbrieflydescribedtherotorfieldorientedcontrolPMSMservosystem·SeC0nddesignedthehardwareplatformbasedonTMS320LF2407ofpermanentmagnetsynchronousmotorrotorfieldorientedvector，andonthisbasis，introducedtheDSPoftheservocontro

7、lsystemsoftwaredevelopmentenvironment，thedesignofpermanentmagnetsynchronousmotorservosystem，thebasicprocedures，gdvestheflowchartofmainprogramandsomesubroutines．FinalystudyofbasedonrepeatingcompensationPIDcontrolscheme·Inthispaper’webringforwardanewcontrolstructurebasedOilrep

8、eatingcompensationbYtakingadvantageofrepeatcompensationcontrolandcombiningt