永磁同步电机伺服系统的仿真研究.docx
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1、永磁同步电机伺服系统的仿真研究摘要永磁同步电机具有结构简单、体积小、转矩电流比高、易于散热及维护等优点,在中小功率、高精度、宽调速范围的伺服控制系统中,永磁同步电动机引起了众多研究与开发人员的青睐,其应用领域逐步推广,尤其在航空航天、数控机床、机器人等场合获得广泛的应用。所以,研究永磁同步电机伺服系统具有重要的意义。论文针对永磁同步电机基于转子磁链定向矢量控制数学模型,分析矢量控制原理,确立基于id=o的转子磁场定向的矢量控制方案。经过一系列的坐标变换,将电机的转子磁链和转矩解耦,分别对定子电流的励磁分量和转矩分量进行控制,并经过Pl调节、电压空间矢量PwM控制实现双闭环控制系统。针对永磁同步
2、电机伺服系统,给出电流、速度、位置等调节器的设计方法,对伺服控制需解决的一些主要问题,给出相应的解决方法。建立伺服系统的仿真模型,运用MatIab中的SlMlJLlNK进行仿真研究给出局部结果,分析相应的结果,得到结论。结论说明,仿真结果和实际理论相一致,通过仿真更好地理解了矢量控制原理,验证SVPwM控制理论实验方法的正确性,从而为系统的实际应用提供依据。关键词永磁同步电机;伺服系统;Matlab仿真;SVPWMSimulationResearchofPermanentMagnetSynchronousMotorservosystemAbstractPermanentmagnetsynchr
3、onousmotorhastheadvantagesofsimplestructure,smallvolume,hightorquecurrentratio,andtheadvantagesofeasytoheatandmaintainoInthemediumandsmallpower,highprecision,widespeedrangeofservocontrolsystemofpermanentmagnetsynchronousmotorcausedthefavourofmanyresearchanddevelopmentpersonnel,toachievewidespreadapp
4、licationitsapplicationdomaingraduallypromotion,especiallyintheaerospace,ncmachinetools,robots,etc.So,thestudyofpermanentmagnetsynchronousmotorservosystemhasimportantsignificance.Thispaperforpermanentmagnetsynchronousmotorbasedonrotorfluxorientationvectorcontrolmathematicalmodel,analysisofvectorcontr
5、olprinciple,basedonid=0oftherotorfield-orientedvectorcontrolscheme.Afteraseriesofcoordinatetransformation,themotorrotorfluxandtorquedecoupling,respectivelyofstatorcurrentexcitationandtorquecomponenttocontrol,andpassbyPIregulation,voltagespacevectorPWMcontroltorealizedoubleclosedloopcontrolsystem.For
6、permanentmagnetsynchronousmotorservosystem,current,speed,locationandthedesignmethodsofcontrollerandtheservocontroltotacklesomeofthemainproblems,correspondingsolutionsaregiven.Servosystemofthesimulationmodelisestablished,usingtheSIMULINKofMatlabsimulationresearchshowssomeresults,analysisofthecorrespo
7、ndingresults,cometoaconclusion.Conclusionshowsthatthesimulationresultsandtheactualtheory,throughthesimulationtobetterunderstandthevectorcontrolprinciple,verifythecorrectnessofthetheoryofSVPWMcontrolmethod,whichprovidethebasisforsystemsoftwareprogramming.KeywordsPMSM;Servosystems;Matlabsimulation;SVP
8、WM目录引言1绪论11.1 课题背景及研究意义11.2 国内外永磁同步电机伺服系统的现状21.3 永磁交流伺服系统的技术进展21.4 本文的主要研究内容4第2章永磁同步电机及其数学模型42.1 永磁同步电机的结构和分类42.2 永磁同步电机的数学模型52.3 永磁同步电机矢量控制策略72.4 基于id=O的转子磁链定向控制92.5 本章小结10第3章永磁同步电机的伺服系统103.1 永磁同步电机伺服系统的设计103.2 电压空间矢量PWM技术153.3 本章小结19第4章PMSM磁场定向控制系统的MATLAB仿真194.1MATLAB及其工具箱简介194.2PMSM和测量模块204. 3速度和
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