基于F2808的永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
3．2 伺服系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)在進(jìn)行伺服控制時(shí)，由圖2可知，首先通過(guò)比較給定位置與編碼器實(shí)測(cè)位置得到位置誤差，該誤差經(jīng)抗擾動(dòng)處理后，由位置PI調(diào)節(jié)器得到一個(gè)速度給定。速度給定與實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，經(jīng)速度PI調(diào)節(jié)器得到轉(zhuǎn)矩電流參考。參考電流與實(shí)際電流進(jìn)行比較，誤差經(jīng)電流PI調(diào)節(jié)器得到電壓輸出向量。經(jīng)直流母線電壓紋波補(bǔ)償后，通過(guò)SVPWM計(jì)算產(chǎn)生PWM控制信號(hào)，用以控制逆變器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/239399.htm
系統(tǒng)控制程序流程圖如圖4所示，包括主程序、位置中斷程序和PWM周期定時(shí)中斷程序。主程序主要完成DSP的初始化、故障控制、應(yīng)用程序控制切換和制動(dòng)控制；位置中斷程序主要包括位置／速度的檢測(cè)與計(jì)算、定位控制、位置閉環(huán)伺服控制和速度閉環(huán)控制等，中斷周期為1 ms；PWM周期中斷程序主要包括模擬信號(hào)檢測(cè)，正余弦計(jì)算，電流環(huán)控制及PWM輸出控制，中斷周期為125μs，即開(kāi)關(guān)頻率為8 kHz。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
為實(shí)現(xiàn)上述控制，構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)裝置，系統(tǒng)包括一塊F2808控制板和參數(shù)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)板，一臺(tái)功率為300 W帶增量式光電編碼器(2 048線／轉(zhuǎn))的PMSM伺服電機(jī)。在此裝置上進(jìn)行電流、轉(zhuǎn)速閉環(huán)和位置閉環(huán)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)直流母線電壓為72 V，PWM頻率8 kHz，電壓、電流的采樣周期為125μs，位置和速度的采樣周期為1 ms。
當(dāng)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，突加、突卸負(fù)載時(shí)，id，iq的電流響應(yīng)波形如圖5a所示，電流變化曲線表明該系統(tǒng)具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，動(dòng)態(tài)性能良好。
進(jìn)行了兩種位置實(shí)驗(yàn)：①給定位置從0線到1 000線的位置響應(yīng)波形如圖5b所示；②給定位置從0線到20 000線，再到-20 000線，最后到0線的位置響應(yīng)波形如圖5c所示?？梢?jiàn)，該伺服系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)快速的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，定位精度高且轉(zhuǎn)速跟蹤響應(yīng)快，且消除了定位振蕩。
5 結(jié)論
設(shè)計(jì)了一種基于DSP F2808的永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)。針對(duì)工程實(shí)際，采用了直流母線電壓紋波補(bǔ)償、遇限削弱積分PI控制算法、防振蕩處理等控制策略，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字伺服控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠滿足伺服控制的各項(xiàng)要求，并具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，在實(shí)現(xiàn)位置控制和速度控制時(shí)具有較高的位置控制精度。
評(píng)論