基于dsp的交流伺服驱动系统的研究与设计

更新时间：2020-03-15 10:08:50 大小：14M 上传用户：sun2152 查看TA发布的资源 标签：dsp 交流伺服系统 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(1) 举报

资料介绍

1.1 课题的背景和意义

自上世纪八十年代以来，随着微电子技术、电力电子技术、传感器技术、电机制造技术以及先进的控制理论等支撑技术的飞速发展，以交流伺服电动机为控制对象的交流伺服系统逐步取代直流伺服系统，在机电一体化、工业自动化、数控机床、大规模集成电路制造、雷达和各种军用武器随动系统等方面得到广泛应用。近年来，由于永磁材料及相关技术的重大突破，永磁同步电动机性能得到了迅速提高，与感应电动机和普通同步电动机相比，其良好的低速运行性能和较高的性价比等优点使得三相永磁同步电动机逐渐成为交流伺服系统执行电动机的主流。而随着高性能微处理器在电动机调速系统中的广泛应用，使得交流伺服系统的实现方式也由模拟、模数混合方式向全数字方式发展。全数字控制方式不仅使系统具有功能多样化、高精度、高可靠性、智能化、网络化等特征，还为新型控制理论和方法的应用提供了平台。

采用永磁同步电机的交流伺服系统是目前高性能系统的发展方向。永磁同步电机是多变量、强耦合的非线性系统，转矩控制困难，控制算法复杂，要求控制系统由很强的实时性，因此系统的控制芯片需要有较快的计算速度。早期伺服驱动系统的发展主要依赖于电力电子器件技术的发展，先后经历了以门极不可关断晶闸管（SCR）、双极性全控大功率器件晶体管（GTR）、绝缘栅双极性晶体管（IGBT）为代表的阶段，直至80年代初微处理器的应用把伺服驱动技术推向了数字化发展的新阶段。当时永磁同步电机交流伺服系统主要采用MCS-51（8位）、MCS-96（16位）等单片机来实现，但是单片机的速度和功能有限，难以实现复杂的控制算法，且内部集成度低，需要外扩许多专用元器件采用满足电机控制要求，使得伺服系统的性能受到较大的限制。其电流环和速度环采样周期长，系统的调节频率低，因而系统的动态性能下降；此外，由于单片机不能产生空间矢量脉宽调制信号（SVPWM），故采用单片机来实现这项主流技术要困难得多。90年代初，DSP（数字信号处理器）开始在交流伺服系统中出现，DSP技术的发展为先进控制理论及复杂控制算法的实现提供了有力支持，为高性能伺服系统的实现奠定了基础。由于DSP采用了多总线的哈佛结构、专用的硬件乘法器（一个指令周期内完成一次乘法和加法）、多极流水线操作和专用的DSP指令等方法使其获得了高速并行处理能力，能够实时的完成复杂的控制算法，所以，DSP已经成为高性能处理器的首选器件