论文部分内容阅读
本文采用基于DSP的交流伺服电机矢量控制系统的设计方法，研究了控制系统的软、硬件设计，通过使用美国TI公司推出的新型DSP芯片TMS320F28335来实现。详细地介绍了永磁同步电机矢量控制系统的自抗扰控制策略，同时运用DSP的eQEP模块和DA模块来实现转速的测量和控制，大大提高了系统的可靠性和实时性。主要针对永磁同步交流伺服电机的速度控制做了如下工作：第一，根据永磁同步电机的结构，对永磁同步电机定子上的A、B、C三相对称绕组进行坐标变换，推导出PMSM在旋转轴上的数学模型；在此基础上采用基于自抗扰控制（ADRC）技术的永磁同步电机(PMSM)矢量控制策略；根据矢量控制方法，分别设计了永磁同步电机的转速环、电流环自抗扰控制器，改善了永磁同步电机的调速性能，实现了更精确的控制精度。第二，以TMS320F28335芯片为系统的核心处理器，设计了永磁同步交流伺服电机矢量控制系统的硬件结构；利用开发板DA模块产生控制电机伺服驱动器的电压信号，经过电平转换电路控制伺服驱动器，实现了对永磁同步电机的速度控制；利用DSP的eQEP模块实现了对光电编码器脉冲信号的检测，设计了速度检测接口电路，并通过伺服电机的M测速方法获得了电机的转速信息。第三，系统软件开发与调试均采用针对TMS320F28335的CCSV3.3版本。首先对永磁同步电机矢量控制系统的软件进行了整体设计，由主程序和中断服务程序组成；其次说明了系统主程序中各功能模块的功能及实现方式，包括：系统初始化程序模块、DA输出模块、eQEP正交解码计数模块的程序设计等；最后在Rockwell软件平台环境下建立了系统模型，进行了仿真验证。实验表明，永磁同步电机矢量控制系统的自抗扰控制策略与常规的PI控制器相比，基于自抗扰控制的PMSM调速系统具有了无超调、调速范围宽、响应快、抗干扰能力强及鲁棒性强等特点。光电编码器与DSP的正交解码模块配合使用有利于提高伺服系统的控制精度。该系统具有高分辨率、高精度以及快速实时性的优点，使交流伺服电机达到了较好的控制效果。