论文题目: 基于DSP的永磁同步电机伺服系统的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电力电子与电力传动
作者: 李路菁
导师: 周波,王莉
关键词: 永磁同步电机,矢量控制,交流伺服系统,数字信号处理器,最大转矩起动
文献来源: 南京航空航天大学
发表年度: 2005
论文摘要: 由稀土永磁体钕铁硼(NdFeB)构成转子的永磁同步电机(PMSM)是 20世纪 70 年代初期出现的一种新型同步电机。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,成为新一代航空、航天以及民用电机的重要发展方向。 本文首先对基于数字信号处理器(DSP)的永磁同步电机伺服系统的发展概况进行了介绍,然后对永磁同步电机的数学模型、工作原理以及矢量控制思想在永磁同步电机上的应用进行了说明,再对整个位置伺服系统的电流、速度和位置三个闭环的频率特性和稳定性进行了详细分析,以便为下一步的MATLAB 仿真和实验调试打下了基础。接下来利用 MATLAB/SIMULINK 建立了整个位置伺服系统的模型,并对调速系统和位置伺服系统分别进行了仿真,得到了相应的仿真波形,从而验证了整个系统设计的正确性。同时,针对如何实现永磁同步电机最大转矩起动的问题进行了深入的理论分析和仿真,并给出了实验波形。 在理论和仿真分析的基础上本文对全数字和数模混合(电流环用模拟电路实现)两种伺服系统的硬件、软件设计和实现进行了重点的阐述,并在最后分别给出了两个系统的实验波形,从实验波形上可以看出无论是全数字还是数模混合伺服系统,它们都有良好的动静态性能,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。
论文目录:
第一章 绪 论
1.1 引言
1.2 数字控制技术的发展
1.2.1 数模两种控制系统的对比
1.2.2 数字控制技术在传动领域中的应用
1.3 PMSM 简介
1.4 伺服系统的概况
1.4.1 伺服系统的基本概念
1.4.2 电气伺服系统的发展过程
1.5 本课题的研究意义
1.6 本课题的主要研究内容
1.7 全文内容提要
第二章 PMSM 的数学模型和控制策略
2.1 引言
2.2 PMSM 矢量控制
2.2.1 PMSM 坐标变换
2.2.2 PMSM 在d, q旋转坐标系中的基本方程
2.2.3 PMSM 磁场定向方式的选择
2.2.4 PMSM 电流控制策略
2.3 本系统 PMSM 矢量控制策略
2.4 本章小结
第三章 伺服系统的频域分析
3.1 引言
3.2 伺服系统的频域模型
3.3 电流环分析和设计
3.3.1 电流环模型推导
3.3.2 电流环调节器参数估算
3.3.3 电流环性能分析
3.4 速度环分析和设计
3.4.1 速度环模型推导
3.4.2 速度环调节器参数估算
3.4.3 速度环性能分析
3.5 位置环分析和设计
3.6 本章小结
第四章 伺服系统的建模和仿真分析
4.1 引言
4.2 速度伺服系统的建模与仿真分析
4.2.1 电流环建模和仿真
4.2.2 速度环建模和仿真
4.3 PMSM 起动问题的分析与解决
4.3.1 PMSM 起动问题的分析
4.3.2 常用起动方法的比较
4.3.3 起动方案的分析与实现
4.4 位置环建模和仿真
4.5 本章小结
第五章 伺服系统硬件设计
5.1 引言
5.2 全数字系统的硬件设计
5.2.1 DSP 主控单元
5.2.2 速度和位置传感器
5.2.3 主功率电路和辅助电源
5.2.4 反馈检测电路
5.2.5 保护电路
5.3 数模混合系统的硬件介绍
5.4 本章小结
第六章 伺服系统软件设计
6.1 引言
6.2 编程语言的选择
6.3 DSP 中数的定标
6.4 数模混合伺服系统的软件设计
6.4.1 总体软件介绍
6.4.2 重要程序块详细介绍
6.5 全数字伺服系统的软件设计
6.5.1 总体软件介绍
6.5.2 重要程序块详细介绍
6.6 DSP 软件编程和调试注意事项
6.7 实验用虚拟仪器
6.8 本章小结
第七章 实验结果及分析
7.1 引言
7.2 数模混合系统的实验结果及分析
7.2.1 数模混合系统电流环的实验
7.2.2 数模混合系统速度环的实验
7.2.3 数模混合系统位置环的实验
7.3 全数字系统的实验结果及分析
7.3.1 全数字系统电流环和速度环的实验
7.3.2 全数字系统位置环的实验
7.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致 谢
在学期间研究成果
在学期间所获荣誉
发布时间: 2005-07-08
参考文献
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- [4].基于DSP的永磁同步电机系统控制技术研究[D]. 贺清.北京理工大学2016
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