论文摘要
永磁同步电机由于具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高的特点,现在已经广泛应用于工业自动化的各个领域,特别是机器人、数控机床、航天国防等一些对调速性能要求比较高的场合。而对于永磁同步电机的高性能控制系统,多采用矢量控制方式。本文从理论出发对永磁同步电机的矢量控制和SVPWM算法做了全面的分析,并设计和实现了一套基于此的永磁同步电机控制系统。文中给出了该控制系统的部分软硬件设计与实现细节。系统的控制结构新颖,采用双DSP控制器的方式,将电流环控制及其补偿等算法与速度位置闭环算法和外围控制程序放在两个DSP上。由于采用的TMS320F2808不具备数据总线与地址总线,两个DSP之间采用SPI串行通讯的方式实现数据交换。在本中详细的介绍了SPI串行通讯协议和系统软件结构的设计与实现,在永磁同步电机转矩、速度、位置闭环实验能够可靠稳定的运行。为了提高电流环性能,在文中详细介绍了死区效应的危害和对电机控制的影响,并分析了死区效应的成因。死区效应只与死区时间和母线电压有关,而与电机转速和转矩大小无关。文中采用基于平均电压思想的死区补偿算法,通过判断转子位置的方法解决过零点检测问题。通过坐标变换得到死区补偿电压在两相静止和同步旋转坐标系下的变换形式,结合SVPWM算法在α-β坐标系下实现补偿。在不同转速、不同转矩下的实验中死区补偿算法都有着良好的效果,并对实验结果进行详细的分析。针对小负载情况出现的过补偿现象提出改进算法,利用反正切函数的特性,根据iq大小改变补偿电压的大小,有着明显的改善效果。永磁同步电机的无位置传感器控制已经成为当今该领域研究的热点,本文采用基于滑模观测器的转子位置估计方法,通过对反电动势的估计得到了转子位置的估计值。针对滑模控制的抖振问题,采用饱和函数代替开关函数的方法来削弱抖振的影响。
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标签：永磁同步电机矢量控制论文; 死区补偿论文;