基于F2808的永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2．4 防振蕩處理
在伺服控制中，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到給定位置時，電機(jī)轉(zhuǎn)矩還需給負(fù)載一個保持轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩使電機(jī)轉(zhuǎn)子易發(fā)生振蕩，使轉(zhuǎn)子來回?cái)[動無法快速定位。為達(dá)到快速、精確的定位功能，系統(tǒng)采用變PI系數(shù)的控制方法，其原理如圖1所示。當(dāng)位置誤差足夠大時(區(qū)域1和5)，進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，位置和速度PI調(diào)節(jié)器參數(shù)保持不變；當(dāng)位置誤差足夠小時(區(qū)域2和4)，為防止超調(diào)，PI調(diào)節(jié)器參數(shù)逐漸變?。划?dāng)轉(zhuǎn)子進(jìn)入防擺動區(qū)域時(區(qū)域3)，PI調(diào)節(jié)器參數(shù)均設(shè)置為零，即保持位置不變。實(shí)驗(yàn)表明，該方法能夠有效消除轉(zhuǎn)子到達(dá)預(yù)定位置時停機(jī)的振蕩現(xiàn)象。本文引用地址：http://2s4d.com/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(jié)構(gòu)：位置環(huán)為外環(huán)，以獲得準(zhǔn)確的位置控制；速度環(huán)為中環(huán)，實(shí)現(xiàn)速度跟蹤；基于id=0磁場定向控制的電流環(huán)設(shè)置為內(nèi)環(huán)，以獲得快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。主要控制策略包括：轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制、空間矢量調(diào)制、直流母線電壓紋波補(bǔ)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(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
3．1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
基于DSP F2808的伺服控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要包括F2808控制板、IGBT功率模塊和驅(qū)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(shí)驗(yàn)電機(jī)。
(1)F2808是一款高性價比的32位定點(diǎn)DSP控制器，運(yùn)算速度高達(dá)100 MIPs，具有運(yùn)算速度快，存儲容量大，采樣精度高，擴(kuò)展能力強(qiáng)等特性，包含電機(jī)驅(qū)動的所有外設(shè)，無需擴(kuò)展即可實(shí)現(xiàn)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(diào)制、直流母線電壓紋波補(bǔ)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(jī)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(jīng)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(hù)信號，如欠壓、過壓、過流保護(hù)等。
(3)電機(jī)增量式光電編碼器輸出的正交脈沖信號經(jīng)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(jì)數(shù)，計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和相對轉(zhuǎn)子位置。編碼器的index信號用于初始定位和轉(zhuǎn)子位置偏差的校正。
(4)系統(tǒng)采用LCD顯示電機(jī)各運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。同時通過RS232與PC連接，開發(fā)人機(jī)界面，對電機(jī)進(jìn)行實(shí)時控制和狀態(tài)監(jiān)控。
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