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【6h】

基于DSP的全数字交流永磁电机伺服控制系统研究

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当今迅猛发展的电动机理论、电力电子技术、新型磁性材料和微机控制技术不断的推动相关伺服产品的升级，全数字化的伺服控制系统在工业集成制造、自动控制领域、交通工具、电子电器产品、数控机床设备、军用武器装备等方面发挥巨大作用。现代电机控制技术中的直接转矩控制技术是在矢量控制技术之后得到广泛使用的直接面向输出量的新型电机控制技术。永磁同步电机以其较小的发热量，较高的性价比，方便耐用，适用于不同的场合而成为伺服系统执行工具的首选。高性能的交流伺服控制技术采用最新数字控制技术取代传统的模拟控制方案，设计简便，整体系统共用一个时间参考点，一致性好，安全可靠性高，以永磁同步电机为执行机构的高性能交流伺服技术已经代替传统的伺服技术，成为未来伺服技术发展的方向。研究认永磁同步电机直接转短控制系统为主要对象的交流伺服控制系统是当前伺服系统研究的热点并有重要的实用价值。
　　 本文首先介绍了伺服技术的行业背景、发展基础、系统组成，说明高性能伺服系统的特点。其次，分别建立永磁同步电机的静止、旋转坐标系，根据电磁等效原理给出它们之间的变换公式；以简化形式建立三相永磁同步电机的数学模型，计算出定子电压、磁链、转矩方程、运动方程。在上述基础上，采用空间矢量合成方法增加了新的矢量，分析比较了基本电压矢量直接转矩控制和矢量细分直接转矩控制的原理的关系，实现电机输出量的解耦控制。再次，使用高性能的数字信号处理器(TMS320F2812 DSP)芯片为控制杨心，搭建了伺服系统平台，设计出了主电路和外围辅助电路，编制了DSP的控制运行程序，完成伺服系统的软硬件设计。最后，在MATLAB7.0/Simulink6.0仿真环境下建立了基于矢量细分算法的直接转矩控制伺服系统的仿真模型。通过仿真分析，结果表明，系统能够达到位置、速度、转矩三闭环控制的设计要求，结果表明设计方案可行。

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