基于F2808的永磁同步電機伺服系統(tǒng)設計
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2．4 防振蕩處理
在伺服控制中，當轉子轉到給定位置時，電機轉矩還需給負載一個保持轉矩，該轉矩使電機轉子易發(fā)生振蕩，使轉子來回擺動無法快速定位。為達到快速、精確的定位功能，系統(tǒng)采用變PI系數的控制方法，其原理如圖1所示。當位置誤差足夠大時(區(qū)域1和5)，進行快速調節(jié)，位置和速度PI調節(jié)器參數保持不變；當位置誤差足夠小時(區(qū)域2和4)，為防止超調，PI調節(jié)器參數逐漸變??；當轉子進入防擺動區(qū)域時(區(qū)域3)，PI調節(jié)器參數均設置為零，即保持位置不變。實驗表明，該方法能夠有效消除轉子到達預定位置時停機的振蕩現象。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/239399.htm
基于矢量控制的PMSM伺服控制系統(tǒng)框圖如圖2所示。
系統(tǒng)采用三環(huán)結構：位置環(huán)為外環(huán)，以獲得準確的位置控制；速度環(huán)為中環(huán)，實現速度跟蹤；基于id=0磁場定向控制的電流環(huán)設置為內環(huán)，以獲得快速的轉矩響應。主要控制策略包括：轉子磁場定向矢量控制、空間矢量調制、直流母線電壓紋波補償、遇限削弱積分PI控制算法及防振蕩處理等。
3 伺服控制系統(tǒng)軟硬件結構及其設計
3．1 系統(tǒng)硬件設計
基于DSP F2808的伺服控制系統(tǒng)硬件結構如圖3所示，主要包括F2808控制板、IGBT功率模塊和驅動電路、電壓電流檢測電路、光電編碼器位置檢測電路、LCD顯示電路、輔助電源及一臺帶增量式光電編碼器的PMSM伺服實驗電機。
(1)F2808是一款高性價比的32位定點DSP控制器，運算速度高達100 MIPs，具有運算速度快，存儲容量大，采樣精度高，擴展能力強等特性，包含電機驅動的所有外設，無需擴展即可實現全部控制功能。在系統(tǒng)中，該DSP完成磁場定向矢量控制、空間矢量調制、直流母線電壓紋波補償、遇限削弱積分PI控制算法等的全部控制算法。
(2)系統(tǒng)采用電阻分壓法采樣檢測直流母線電壓，電機兩相輸入電流用電流霍爾LV28-NP檢測，得到的電流采樣信號經濾波處理、比例放大和電平提升后送入DSP的A／D采樣模塊。同時采樣信號通過比較電路還用作軟硬件保護信號，如欠壓、過壓、過流保護等。
(3)電機增量式光電編碼器輸出的正交脈沖信號經抗干擾處理后，送至DSP正交編碼器QEP接口。DSP通過對輸入脈沖的計數，計算出電機轉子轉速和相對轉子位置。編碼器的index信號用于初始定位和轉子位置偏差的校正。
(4)系統(tǒng)采用LCD顯示電機各運行狀態(tài)參數。同時通過RS232與PC連接，開發(fā)人機界面，對電機進行實時控制和狀態(tài)監(jiān)控。
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