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由稀土永磁体钕铁硼(NdFeB)构成转子的永磁同步电机(PMSM),由于钕铁硼的高磁能积和高矫顽力,使得永磁同步电机具有了结构简单、体积小、重量轻、效率高和特性好等一系列的优点,逐渐被新一代航空、航天以及民用电机所采用。
本文首先对基于数字信号处理器(DSP)的永磁同步电机速度伺服系统的结构和发展进行了介绍,然后介绍了永磁同步电机的数学模型,永磁电机的矢量控制方式以及正弦波的空间矢量实现方式(SVPWM),并对这些方法在永磁同步电机上的应用进行了介绍。然后对全数字速度伺服系统的软硬件结构进行了说明。在此基础上,对系统的电流和速度双闭环的频率特性和稳定性进行了详细分析,利用Matlab/Simulink建立了整个速度伺服系统的模型,并对系统进行了仿真和试验,得到相应的仿真波形和实际波形,从而验证系统设计以及PI参数的正确性。同时,对电机启动转子定位以及电流检测滤波进行了分析,并给出了试验波形。
在理论和仿真的基础上,本文重点对全数字速度伺服系统的软件设计和实现进行了重点阐述,并在最后给出了实验波形。从实验波形上可以看出速度伺服系统有着良好的动静态性能,较大的低速转矩和较宽的调速范围,这一方面验证了前面的理论和仿真分析,另外也为该系统的深入研究和开发奠定了坚实的基础。