【摘 要】
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伺服控制系统被广泛应用在家用电器、工业控制和航空航天等领域。永磁同步电机具有结构简单、转动惯量小、功率因数高和动、静态性能好等优点,在交流伺服控制领域占据主导地位。本文以永磁同步电机伺服控制系统作为研究对象,首先介绍了课题研究意义、国内外发展现状,对电机结构进行分析,并在d-q坐标系下建立了永磁同步电机的数学模型。阐述了矢量控制的原理及控制策略,确立了id=0的转子磁场定向控制方式和空间电压矢量脉
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伺服控制系统被广泛应用在家用电器、工业控制和航空航天等领域。永磁同步电机具有结构简单、转动惯量小、功率因数高和动、静态性能好等优点,在交流伺服控制领域占据主导地位。本文以永磁同步电机伺服控制系统作为研究对象,首先介绍了课题研究意义、国内外发展现状,对电机结构进行分析,并在d-q坐标系下建立了永磁同步电机的数学模型。阐述了矢量控制的原理及控制策略,确立了id=0的转子磁场定向控制方式和空间电压矢量脉宽调制技术的三闭环永磁同步电机伺服控制系统的方案。针对传统PI伺服控制系统超调量大及不适合非线性控制场合的问题,提出了参数自整定模糊-PI控制策略。对伺服系统中的位置控制器和速度控制器采用模糊-PI控制,并确定了模糊控制器的隶属函数和模糊控制规则,在Matlab/Simulink仿真环境下,搭建了基于模糊-PI控制的永磁同步电机伺服控制系统的仿真模型并进行仿真,然后与传统PI控制器的仿真结果进行比较。仿真结果表明,基于模糊-PI控制器的永磁同步电机伺服控制系统具有较好的控制精度和动、静态性能。设计并搭建了以TMS320F28335控制器为核心的永磁同步电机伺服控制系统硬件实验平台。硬件实验平台主要包括三相桥式逆变主电路、驱动电路、电压电流检测电路、转子位置检测及信号调理电路等。在CCS6.0开发环境下编写、调试了永磁同步电机伺服控制系统程序,实验结果证明了本文设计的永磁同步电机伺服控制系统的正确性和可行性。
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