[00381973]基于DSC的交流永磁同步电机数字化伺服驱动控制系统开发

在高精度、宽调速范围的伺服驱动应用中，永磁同步电机（PMSM）所构成的伺服驱动器性能较好，能够实现高速、高精度、高稳定度、快速响应、高效节能的运动控制，交流永磁同步电动机伺服控制技术是具有良好应用前景，因而成为研究热点。伺服驱动控制技术是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，也是国外交流伺服技术封锁的主要部分。研究具有自主知识产权的高性能交流伺服控制技术，具有重要的理论意义和实用价值。该项目数字交流伺服驱动装置及电机开发，重点是研制出以TI公司高性能浮点数字运动控制器芯片为伺服驱动系统核心硬件的全数字交流伺服驱动新产品。该产品具有2种现场总线接口，完成空间矢量电压脉宽调制技术、自适应数字PID控制、系统参数在线辨识技术的伺服驱动控制系统关键软件，完成交流永磁同步伺服电机设计与制造工艺。通过小试，验证开发系统实际应用效果，推进广西在交流伺服控制的发展与创新。主要完成以下几方面的工作：为提高电机控制性能指标，特别是信号输入输出响应实时性，硬件架构设计为“DSC+CPLD”的硬件控制架构，以实现对多路输入信号的并行监控及预处理；完成控制系统第二版硬件板卡优化设计、制版及调试；完成基于SVPWM的三相交流永磁同步电机控制软件的编程、调试；完成基于PC机及Windows平台的上位机伺服系统参数调试的软件开发；已经开发出小功率交流永磁同步电机的机械性能测试平台；完成750瓦三相交流永磁同步电机驱动系统原型装置2套，电机额定功率750w，电机调速范围：10：5000；光学增量式编码器的分辨率可以达到10000线，具有有CAN和RS485，2种现场总线；在实验室环境下，初步完成整个系统调试。项目技术创新点：伺服驱动控制器采用“浮点DSC+CPLD处理器”的多处理器架构；为实现伺服驱动系统运行过程中精密运动控制，采用HRPWM输出以获得更高控制精度的控制方法。研究智能控制策略算法（自适应控制、神经网络、变结构控制等）实现电机与负载参数的在线辩识算法、对系统的控制参数进行在线调整、电机矢量控制，提高整个伺服系统的动态响应性能，满足对速度、转矩控制精度要求较高的情况。全数字化，不仅包括伺服驱动内部控制的数字化，伺服驱动到数控系统接口的数字化，而且还应该包括测量单元数字化。主要成果：完成750瓦三相交流永磁同步电机驱动系统原型装置2套，初步完成系统调试，在实验室环境下，新产品样机达到项目合同书规定的主要技术指标要求；获得发明专利授权5项(4项授权，1项实审)，实用新型专利授权4项(4项授权)；发表论文7篇，其中EI收录1篇，核心期刊6篇。