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永磁同步电机现在已经成为伺服驱动的发展方向,研究高性能、宽调速范围的永磁同步电机伺服系统,必须研究先进的控制策略和控制手段,使系统具有较强的适应性和抗干扰能力。本文的主要工作就是围绕着高性能、宽调速范围永磁同步电机伺服系统的研究而展开。
本文首先分析了永磁同步电机矢量控制的原理和特点,选取了基于id=0的转子磁场定向控制方式,确立了基于空间矢量脉冲宽度调制的双闭环伺服控制系统实施方案,并在MATLAB/Simulink中建立了永磁同步电机伺服控制系统的仿真模型,采用比例积分控制,仿真结果验证了该方案的正确性。同时,针对速度位置观测传感器成本高以及位置伺服系统对低速性能要求高的特点,设计了扩展卡尔曼滤波观测器估计电机的转子速度和位置,达到降低成本和改善低速性能的目的。
综合上述研究,本文在以Altera公司EP1C6T144C8型号的FPGA芯片为基础的试验平台上进行了一系列实验,并通过示波器对电机的运行状态进行观测,实验结果证明了空间矢量脉宽调制算法和扩展卡尔曼滤波观测器的实用性。