基于永磁同步电机的高性能交流伺服控制系统研究
摘 要:文章阐述了交流伺服系统的几种类型,对几种常见的技术进行分析,然后综述交流永磁同步电机伺服系统的结构构成和发展现状,并且在dqo坐标下建立最终的交流永磁同步电机的数学模型。最终构建了一个模拟的DSP全数字化的交流永磁同步电机伺服控制系统,提高了系统的超调和能力,性能也得到提升。
关键词:永磁同步电机;交流伺服控制系统;高性能;仿真试验
近年来,随着现代信息技术的不断发展,人们已经全面入了信息时代,信息技术在人们生活和工作中的应用,成为一种必然趋势,如,全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS)、地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、卫星遥感系统(Remote Sensing,RS),这些技术在实际工作中的应用,得到人们的深度认可,是具有高精度、高性能,集光、机、电于一体的高新技术。目前,要想进一步提升我国农业生产的机械化效率,提升农作劳动生产的整体效率,就必须引进先进的伺服控制技术,满足实际生产的工作需求。高性能的伺服系统已经进入了交流化的时代。在交流伺服系统中,永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)表现出独特的优势,体积小、占地面積小,性能稳定、可靠,被广泛应用于自动化生产实践中,实现了交流电机定子三相电流的有效控制,成为现代先进的交流伺服控制技术,并得到广泛的推广[1]。
1 交流伺服系统的分类和相关技术
1.1 交流伺服系统分类
根据信号处理方式不同,一般将交流伺服系统分为3种,即模拟式伺服、数字模拟混合式伺服和全数字式伺服;按照使用的伺服电动机的种类不同,又可以分为永磁同步伺服电动机伺服系统和鼠笼型的异步电动机伺服系统。在永磁同步电机系统中,先根据位置指令,然后启动电机伺服传感器,根据数学模型的计算方程式,得出滑差频率,对伺服进行精准控制。随着现代电气伺服技术的不断发展,伺服电机制造表现出价格低廉、结构简单、维护费用低等特点,在工作生产中的推广已经越来越广泛。但是,感应式的异步电机矢量控制,相较于永磁同步电机,结构更加复杂,运行速度比较低,发热严重等。永磁同步电机伺服系统逐渐取代其他的伺服系统,该系统可以根据不同的反电动势波形和磁场分布形式,实现弦波控制。
1.2 交流伺服系统相关技术
1.2.1 微处理器技术
微处理器推动了伺服系统的重大变革,伺服电机控制系统工作原理和结构设计,变得越来越简...
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