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本文主要研究永磁同步电动机全数字交流伺服系统的体系结构、控制系统软硬件设计、系统调试方法以及提高控制系统精度与性能的控制策略,并使用数学工具MATLAB/Simulink搭建了仿真实验平台。全文主要内容如下:
第一章介绍了本课题的工程背景以及交流伺服系统的特点和数字控制技术。
第二章通过对交流伺服系统执行元件——永磁同步电动机数学模型的分析,阐述了永磁同步电动机的一般控制方法,包括解耦与线性化控制、矢量控制和磁场定向控制(FOC)等方法。
第三章结合TI专用电机控制芯片TMS320F240,给出了全数字交流伺服系统的硬件设计方案和软件设计方案,较详细地论述了硬件组成和软件设计方法。
第四章说明了系统调试的过程和具体的实验步骤,并对实验结果做了分析,验证前述设计方案的正确性和可靠性。
第五章列出了影响交流伺服系统控制精度的主要因素,提出了三种改善交流伺服系统控制精度的措施:控制器参数的优化、数字复合控制方法以及速度观测器和负载力矩观测器的使用,并在此基础上作了理论分析。
第六章利用数学工具MATLAB/Simulink搭建了交流伺服系统仿真实验平台,具体介绍了各个模块的实现方法,给出PI控制算法的仿真结果并作了分析,为下一步实现先进的控制算法奠定了基础。