高精度永磁交流伺服系统及其转速特性分析

以PWM控制为核心的全数字永磁交流伺服系统成为伺服系统的主要发展方向。但是在某些低电压、低转速、高精度的应用场合,采用线性放大方式更为适合。和PWM控制方式相比,这种方法的定子电流谐波小,跟踪精度高。文章介绍了一种采用TMS320F240为核心的线性放大永磁交流伺服系统,研究了其控制环路和转速特性问题,给出了实验结果。表明实际效果良好。     

《数控机床电气控制》讲座 第四章 数控机床进给驱动系统

4.3.2交流伺服电动机驱动器的控制原理1.交流伺服系统的组成交流伺服系统主要由下列几个部分构成,如图4.18所示。(1)交流伺服电动机。可分为永磁交流同步伺服电动机,永磁无刷直流伺服电机、感应伺服电机及磁阻式伺服电机;(2)PWM功率逆变器。可分为功率     

永磁交流伺服系统电流环带宽扩展研究

在数字控制交流伺服系统中,制约电流环带宽的因素主要包括功率器件的开关频率和A/D采样时间、计算处理、PWM占空比更新等数字控制延时。开关频率的提高会带来开关损耗的增加,因此,在不改变功率器件开关频率的前提下扩展电流环的带宽很有必要。在同步旋转坐标系下的电流解耦控制基础上,分析了永磁交流伺服系统中电流采样和占空比更新方式产生的延时对电流环带宽的影响,并提出了带宽扩展策略,在一个载波周期内实现定子电流的双次采样和PWM占空比双次更新。在保持开关频率不变的情况下,理论上可扩展电流环带宽1倍以上,从而可以大幅提高永磁交流伺服系统的动态性能,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和方法的有效性。     

读者俱乐部

本书从工程实践角度出发,较全面、系统地介绍了现代直流伺服控制技术、原理,系统设计及其应用。内容包括:高性能脉宽调制(PWM)直流伺服系统的特性分析和电路设计,计算机控制的现代直流伺服系统控制元件和线路,微处理机(特别是DSP)专用集成电路的数字控制技术及其系统设计,工程典型应用伺服系统(多环路系统、复合控制系统)的设计与实践,PWM伺服系统的电磁兼容性设计和伺服系统的可靠性设计。书中列举了大量典型应用电路和工程设计实     

永磁交流伺服系统国内外发展概况

永磁交流伺服系统发展日新月异,对近十年来国内外永磁交流伺服系统的研究成果作一综述.在分析永磁交流伺服系统发展趋势的基础上,重点介绍了永磁交流伺服系统控制策略、位置检测和辨识、主电路和驱动技术以及通讯网络化技术等关键技术的研究现状,指出了目前国内永磁交流伺服系统产品的研发方向及其与发达国家的差距.     

全数字化交流伺服系统控制环分析

介绍了一种基于DSP的全数字化交流伺服系统。从永磁同步电机的数学模型出发,研究了电流的无静差控制和空间矢量PWM方法以及速度和位置的控制方法,介绍了系统的硬件实现,给出了实验结果。     

交流伺服系统特性分析与测试

分析了交流伺服系统的基本原理和电气性能特点。介绍了交流伺服系统主要性能评价指标和测试方法。据此,根据GB/T 16439—2009《交流伺服系统通用技术条件》中交流伺服系统试验测试的要求和特点,设计和搭建了用于交流伺服系统测试用的平台,并且介绍了在该平台实现交流伺服系统性能试验的方法。测试系统的设计实现为类似试验站的研制提供了重要参考。     

2006年《电气传动》总索引

题名作者期页题名作者期页*综述与专论*无速度传感器高性能交流调速控制的三条思路及其发展建议陈伯时杨耕13电压型PWM整流器非线性控制策略综述李正熙王久和李华德19永磁同步电动机伺服系统转速环控制策略综述杨书生钟宜生23无位置传感器的开关磁阻电机转子位置检测技术周素莹     

全数字交流伺服系统及其控制策略综述

本文简要介绍了交流伺服系统的发展现状及其在发展过程中出现的各种控制策略。并对交流伺服系统发展方向进行了展望。引言永磁交流伺服技术是研制开发各种先进的机电一体化设备,如工业机器人、数控机床、加工中心等的关键性技术,目前高性能数控机床和工业机器人所采用的电机伺服系统仍然主要依靠进口,这种现状限制了我国高科技产业的发展。因此,通过借鉴国外研究工作的先进经验,从高起点出发,尽早研制出具有当今国际水平的高性能、实用化的交流伺服系统,对     

永磁交流伺服系统先进控制策略研究

随着国家重大专项“高档数控机床与基础制造技术”的实施,对永磁交流伺服系统的性能提出了愈来愈高的要求。本文首先通过对典型应用案例的分析,揭示了交流伺服系统对应用性能的影响,指出提高交流伺服系统性能的必要性。永磁交流伺服系统参数的整定对系统的性能影响极大,如何实现参数的自整定是这一领域的研究热点问题。在多数应用系统中惯量会经常发生变化,惯量变化对系统的动态性能影响很大,本文提出了一种转动惯量在线辨识方法,能够实现惯量变化的自动辨识。在此基础上,针对交流伺服控制器PI参数自整定方法中,忽略了整定过程的周期性和所需的自学习能力,造成整定过程效率低、重复操作次数多、整定时间长问题,本文提出了一种交流伺服系统速度控制器PI参数自整定控制方案,使控制器能够仿人操作,根据历史控制经验不断地改进学习增益。仿真和实验结果均验证了上述方法的有效性,且方法结构简单,易于实现,已在已研发的产业化项目中得到应用。用于伺服系统的永磁同步电机,电机的机械时间常数常小于电磁时间常数,电流环在动态过程中不能抑制速度环的扰动。对此本文加入一个反电动势补偿环节,以消除转速在动态过程中对电流环的影响。理论分析和仿真结果验证了补偿措施的有效性。在永磁交流伺服系统中,电流环环宽对整个系统(速度环/位置环)的环宽具有制约作用。在不提高功率开关速度下如何提高电流内环的宽度也是该领域的研究热点。本文提出了新的改进型PWM方式,在不提高开关频率的情况下,使电流环的带宽得到了显著提高,扩大了永磁交流伺服系统的频带,提高了动态响应,实验结果均验证了该方法的有效性。     

一种应用于交流伺服系统的数字式电流控制方法

介绍了一种应用于交流伺服系统的数字式电流控制方法。这种电流控制方法主要基于对12个非零电压矢量的选择，用脉冲宽度调制的方式来插入零矢量。在12个非零电压矢量中，有6个是基本电压矢量，另外6个电压矢量可由基本电压矢量组合而成。使用大规模可编程逻辑器件，实现了上述控制策略。最后分析了这种方法的实际控制效果，给出了电流的波形。     

交流伺服电机的开环步进运行

步进电动机是增量运动控制的主流执行元件。采用适当的驱动控制方法,交流伺服电机(三相永磁同步电机)同样可以实现步进运行,并具有高功率密度的比较优势。研究了交流伺服电机开环步进运行的原理与具体实现方法,提出了一种PWM死区开环补偿方法,提高了步进状态下的电流幅值控制精度和步距均匀性。     

永磁交流伺服电机控制系统的研究

近年来,永磁交流伺服电机发展迅速并得到了广泛的应用.本文对永磁交流伺服电机的电压空间矢量控制(SVPWM)方法进行了研究,设计了一个基于STM32F103的永磁交流伺服电机控制系统,实现了电压空间矢量脉宽调制控制算法,并设计了速度电流双闭环的积分分离式PI调节器.实验结果表明,永磁交流伺服电机控制系统具有良好的转速伺服...     

一种新型的大功率高性能逆变电源控制方案

分析了采用双极PWM方式的带电流内环的电压控制系统的特性，提出了一种新型的适用于大功率高性能逆变电源的控制方案。该方案将单相全桥逆变器的二重化同步 PWM技术与多环反馈控制方法结合起来，使逆变电源在开关频率不高及频波器参数不大的情况下，输出电压仍然是低谐波含量的高品质正弦波，同时系统具有优异的稳压特性、动态特性、对非线性负载的适应性以及小的电压调制量。该控制方案的有效性已经 在单相30KVA逆变电源实验样机上得到证实。     

基于FPGA的模块化交流伺服驱动器

为提高交流伺服系统的实时性、稳定性,同时还能缩短开发周期,提出一种交流伺服驱动器硬件实现、集成化、模块化的方法和具体实现,利用FPGA技术实现一个高性能的位置伺服驱动器的控制核心,配合少量外围器件,就形成了集成化、模块化交流伺服驱动器的一个可选方案.该模块化交流伺服驱动器在数控机床行业中已形成一定规模的应用.     

一种改进的HMRAC方案及在直流PWM伺服系统中的应用

基于混合误差模型，设计了一种任意相对阶数的混合模型参考自应控制（HMRAC）系统，扩大了文章[1]的应用范围，避免了系统因离散化而引起的非最小相位问题，应用到直流PWM伺服系统中，得到满意的控制效果。     

由DSP和伺服控制器IRMCK201构成的全数字伺服控制系统

介绍了DSP控制器在基于IRMCK201的高性能交流伺服系统平台上的应用,分析了交流伺服控制芯片IRMCK201的内部功能模块及以IRMCK201为核心组建的交流伺服控制系统,然后详细说明DSP在以IRMCK201为核心的全数字交流伺服控制系统中的应用方案、工作原理和软件设计。实验结果表明此应用方案设计合理,稳定可靠,能使交流伺服控制系统获得十分良好的性能。     

Waveform compensation of PWM inverter with cyclic fluctuating loads

A repetitive voltage compensation technique that generates a high-quality sinusoidal output voltage from a single-phase pulse width modulation (PWM) inverter used for uninterruptible power supplies is described. A repetitive control technique eliminates the steady-state error in the distorted output voltage caused by cyclic loads. The proposed PWM inverter system uses microprocessor-based closed-loop digital feedback with a sinusoidal reference. The PWM pattern is determined at every sampling instant by the proposed algorithm, implemented by a microprocessor using a set of detected output voltages and the reference signals through one cycle. The system has low distortion and very fast response for AC phase-controlled loads     

基于Matlab的永磁同步电机矢量控制系统仿真研究

在现代交流伺服系统中,矢量控制原理以及空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术使得交流电机能够获得和直流电机相媲美的性能。为了更好地验证基于DSP的交流调速矢量控制系统实际设计过程中各部分输出特性的正确性并为其设计提供必要的设计参数,利用Matlab/Simulink工具箱搭建了系统的仿真模型。仿真结果符合电机实际运行特性,为实际系统的设计提供了理论依据。