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基于XMC4500的永磁同步电机伺服系统实现技术研究

更新时间：2020-03-25 12:12:39 大小：6M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：xmc4500永磁同步电机 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

交流伺服控制技术是工业自动化中的关键核心技术。伴随着电机制造工艺的大幅提升、现代控制理论的日趋完善、高速微控制器的更新换代、功率半导体器件的模块化与智能化，工业控制领域对于高精度交流伺服系统的性能提出了更高的要求。本课题以单轴伺服转台的驱动为应用背景，设计并实现了基于英飞凌32位单片机XMC4500的永磁同步电机矢量控制伺服系统。

  首先，借助于坐标变换，建立了永磁同步电机在A-B-C、d-q、α-β三种坐标系下的数学描述。将d-q旋转坐标系按转子磁链定向，得到等效的直流电机模型，针对内置式PMSM采取id?0的矢量控制策略。随后，阐述了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理，对SVPWM实现的具体步骤给出了详细的推导和论述，并利用MATLAB搭建了转速电流双闭环系统的Simulink模型，通过仿真以验证矢量控制的正确性和SVPWM方法的合理性。

  其次，在系统建模和仿真验证的基础上，完成了永磁同步电机矢量控制伺服系统的软硬件实验平台，遵循模块化、自顶向下的设计原则，将整体电路细分为若干个电路模块，包括整流、滤波、泄放、隔离、驱动、逆变等核心功率电路，以及电流/电压检测、故障监测及保护、旋变位置解调等外围功能电路，设计了以英飞凌IGBT模块FS20R06VE3为核心的驱动板和以英飞凌32位微控制器XMC4500为核心的控制板。在位置检测环节，利用XMC4500内部集成的DSD（Delta-Sigma Demodulator）模块取代了成本高昂的专用旋变解码芯片，实现了双通道旋转变压器位置值的解算、粗精通道数据组合和纠错判断。

  然后，软件设计方面，在英飞凌Dave3开发环境下，设计完成了主程序、中断程序与功能子程序的流程图，利用C语言实现系统软件的程序编写和调试。

  最后，对搭建的软硬件实验平台在单轴伺服转台上进行了测试，通过系统开环、电流闭环及速度闭环等一系列实验，将实验结果与仿真结果分析比对，验证了本系统电流与转速双闭环控制的预期设计要求。

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