基于TMS320F2812的永磁同步电机伺服控制的研究与设计

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随着微处理器技术、电力电子技术、永磁材料性能和伺服控制理论的发展,交流伺服系统的产品在日常生活、工农业、国防和航空航天等领域都发挥着极其重要的作用。永磁同步电机因为自身的优良特性,被广泛的应用于交流伺服系统,所以如何使电机获得更高的精度、更宽的调速范围和更短的调节时间是目前控制领域内的热门研究方向。本课题采用TI公司的数字信号处理器TMS320F2812芯片作为核心控制器,设计一套永磁同步电机的伺服控制系统,主要内容如下:  本文首先介绍了永磁同步电机、电力电子技术和微处理器技术的发展历程,分析了永磁同步电机的国内外研究动向以及本课题研究的意义。  其次,本文介绍了永磁同步电机的数学模型方程。在对几种常用控制策略进行比较后,选择了基于转子磁场定向的矢量控制作为伺服系统的控制方法。在详细分析了矢量控制原理的基础上,构建了永磁同步电机伺服系统的矢量控制原理框图。  再次,在矢量控制原理框图基础上设计了系统的硬件和软件。硬件结构主要包括控制单元、功率驱动单元和反馈单元。控制单元主要是以TMS320F2812型DSP的最小系统为核心;功率驱动单元主要是以智能功率模块(IPM)为驱动的核心,还包括PWM信号的隔离电路和故障处理电路等;反馈单元包括电流采样和速度采样电路等。  接着,软件部分则是以CCS3.1作为开发平台,主要使用C语言,少量采用汇编语言进行编程,实现了电流采样及调节功能、速度采样及调节功能和SVPWM算法等。  然后,在MATLAB7.0/SIMULINK中搭建了基于TMS320F2812的永磁同步电机伺服系统的模型,对仿真模型进行了调试和运行。在对仿真结果分析的基础上,验证了该伺服系统的可行性。  最后,本文对课题的研究作出了总结,并对系统后续的改进作了展望。
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