【摘 要】
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自动导引车(Automatic Guided Vehicle)是20世纪80年代发展起来的智能型移动机器人.其车载轮式驱动系统一般采用直流伺服电动机作为驱动元件,由于直流电动机本身固有的缺点并
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自动导引车(Automatic Guided Vehicle)是20世纪80年代发展起来的智能型移动机器人.其车载轮式驱动系统一般采用直流伺服电动机作为驱动元件,由于直流电动机本身固有的缺点并受电动车控制驱动系统研究的启发,该文分析了采用永磁同步电动机伺服系统作为自动导引车车载驱动系统的意义,并设计了全数字化的永磁同步电动机驱动控制系统.论文以交流电动机的矢量控制理论为基础建立了永磁同步电动机的矢量解耦控制模型,给出了基于数字信号处理器DSP(Digital Signal Processing,DSP)的空间电压矢量PWM实现算法.设计了控制系统所必需的外围电路,在此基础上编制了实用化的程序,并对其性能进行了测试.硬件方面,采用电机控制专用DSP芯片TMS320LF2407A作为控制器,以智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM)作为功率放大器,由TMS320LF2407A的事件管理器输出脉宽调制(Pulse-Width Modulation,PWM)信号来驱动永磁同步电动机.根据TMS320LF2407A控制器的特点,自行设计了伺服系统的电流检测回路、速度/位置检测回路、功率放大电路、保护电路和主回路等外围电路.从而构成了一台完整的基于DSP的永磁同步电动机的变频调速实验系统.软件方面,采用中值规则采样法(SPWM)输出控制信号,实现了永磁同步电动机的开环控制;在系统闭环运行时,PWM信号的产生采用空间矢量PWM(SVPWM)方法,实现了永磁同步电动机的定子电流转矩分量和励磁分量的解藕控制,并可以较大限度地利用直流电压,提高电源的利用率.系统采用DSP汇编语言完成全部软件的编程.在实验硬件装置和控制软件的基础上,进行了大量的实验测试和分析.实验证明该文研究开发的基于DSP的电压源型矢量控制系统的软硬件设计是成功的,其结构简单、合理,具有良好的动静态性能,为今后开发高性能的矢量控制系统奠定了良好的基础.
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