【摘 要】
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随着电力电子技术、微处理器(DSP)技术和现代控制理论的发展,伺服系统应用日益广泛。无刷直流电机作为伺服电机的一种,既具备普通交流异步电机结构简单、易于控制、维护方便
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随着电力电子技术、微处理器(DSP)技术和现代控制理论的发展,伺服系统应用日益广泛。无刷直流电机作为伺服电机的一种,既具备普通交流异步电机结构简单、易于控制、维护方便可靠等特点,又继承了直流电机高效率、调速性能好以及没有励磁损耗等优点,是伺服控制的理想控制对象。本文首先以永磁无刷直流电机的结构和基本工作原理为起点,分析了其数学模型,并讨论了电机的传统常规控制方法及其不足之处,由此引入小脑模型神经网络控制算法,确立了使用电流环和速度环调节控制的控制策略,其中电流环采用了常规PI调节,为了提高精度和跟随响应性能,在速度环采用了CMAC与PID复合调节,并借助MATLAB平台建立模型对算法进行了仿真,并与常规的只用PID控制进行比较,仿真结果显示,复合调节的性能较常规PID控制具有更好的抗干扰性和更短的响应速度。其次,设计了以TMS320F28035为核心的整个硬件系统,包括DSP主芯片及其外围电路,在驱动板设计方面,包含了功率驱动电路,信号检测接口电路及故障保护电路,设计过程中对用到的模块和元器件进行了分析选型,在整个硬件系统的设计中还考虑了过压、过流保护,增强了系统的可靠性。最后,借助CCS环境对系统进行了软件设计,在理论和仿真分析的基础上对伺服控制系统软件设计进行了阐述,包括主程序、位置捕获中断、通信中断、电流环和速度环算法的实现以及故障保护中断等,并绘制出了程序运行流程图。在完成上述工作后,通过硬件和软件联合调试方式进行了电机运行实验,并采集了运行时的实验波形,从实验结果中可以看出伺服系统具有良好的动静态性能,具备较宽的调速范围,为该系统的深入研究和实际应用奠定基础。
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