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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于DSP的全數(shù)字化永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 數(shù)字交流伺服系統(tǒng)在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，以永磁同步電機(jī)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的交流伺服系統(tǒng)也逐漸地成為伺服系統(tǒng)發(fā)展的主流，因此研發(fā)高品質(zhì)的全數(shù)字化永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本伺服系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用永磁同步電機(jī)，主控芯片采用TMS320F2812 DSP，實(shí)現(xiàn)了伺服調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化；控制算法上選用了抗干擾能力強(qiáng)的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，實(shí)現(xiàn)了額定轉(zhuǎn)速內(nèi)電機(jī)的精準(zhǔn)調(diào)速。
- 詳細(xì)介紹：
- 一、 簡(jiǎn)介 數(shù)字交流伺服系統(tǒng)在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，以永磁同步電機(jī)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的交流伺服系統(tǒng)也逐漸地成為伺服系統(tǒng)發(fā)展的主流，因此研發(fā)高品質(zhì)的全數(shù)字化永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 二、 特點(diǎn) 1. 本伺服系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用永磁同步電機(jī)，達(dá)到高效節(jié)能效果； 2. 采用TI公司的TMS320F2812 DSP作為主控芯片，實(shí)現(xiàn)了伺服調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化； 3. 控制策略上采用了矢量控制方法，控制技術(shù)采用了SVPWM方法，控制算法上選用了抗干擾能力強(qiáng)的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，實(shí)現(xiàn)了額定轉(zhuǎn)速內(nèi)電機(jī)的精準(zhǔn)調(diào)速 三、 系統(tǒng)說(shuō)明 本系統(tǒng)的工作電源就是我們?nèi)粘Ｉ钪械慕涣麟娫矗容^方便，因?yàn)檫€在實(shí)驗(yàn)室階段，調(diào)速目前只能通過(guò)程序預(yù)先設(shè)置，所以現(xiàn)在必須軟件調(diào)速。若以后實(shí)際應(yīng)用，可以外接一定的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)際調(diào)速。 參考資料：TI相關(guān)文檔和上海三意公司的相關(guān)資料
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 數(shù)字交流伺服系統(tǒng)在當(dāng)代許多高科技領(lǐng)域上都得到了比較廣泛的應(yīng)用，以永磁同步電機(jī)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的交流伺服系統(tǒng)也逐漸地成為伺服系統(tǒng)發(fā)展的主流，加上全數(shù)字化必將是未來(lái)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，因此研發(fā)高品質(zhì)的全數(shù)字化永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 該伺服調(diào)速系統(tǒng)采用矢量控制策略，控制技術(shù)采用電壓空間矢量PWM（SVPWM）技術(shù)，控制芯片采用了TI公司的TMS320F2812 DSP芯片。整個(gè)系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)控制，在速度調(diào)節(jié)器方面采用了積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)速。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 永磁同步電機(jī)采用永磁鐵勵(lì)磁，所以其有著很多電勵(lì)磁電機(jī)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，比如其效率高，功率因數(shù)高，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，溫升低，抗過(guò)載能力強(qiáng)等，所以永磁同步電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的交流伺服系統(tǒng)也逐漸成為伺服系統(tǒng)發(fā)展的主流。本作品正是基于這個(gè)潮流，采用了永磁同步電機(jī)作為研究對(duì)象，完成了該數(shù)字化伺服調(diào)速系統(tǒng)。本文的先進(jìn)性是在系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)器環(huán)節(jié)采用了積分變結(jié)構(gòu)滑模控制取代了傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器，使整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)速性能更加優(yōu)越，減小了響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)增加了調(diào)速的準(zhǔn)確性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室研究階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物展示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 在國(guó)內(nèi)，先進(jìn)的電機(jī)控制方法在永磁同步電動(dòng)機(jī)上的實(shí)際運(yùn)用研究較少，而本該系統(tǒng)針對(duì)這點(diǎn)采用了先進(jìn)積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法對(duì)永磁電機(jī)進(jìn)行了控制，實(shí)現(xiàn)了本伺服系統(tǒng)的全數(shù)字化，在調(diào)速方面能達(dá)到響應(yīng)快，精度高等要求，而且整個(gè)系統(tǒng)易于控制。 本系統(tǒng)應(yīng)用范圍比較廣，凡是涉及到電機(jī)調(diào)速的場(chǎng)合都可以應(yīng)用，比如我們常見(jiàn)的起重機(jī)，通過(guò)本系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)速可以提高其工作效率。 永磁同步電機(jī)相對(duì)于異步電機(jī)效率較高，從我國(guó)的節(jié)能減排國(guó)策來(lái)看，永磁同步電機(jī)必將取代異步電機(jī)，所以該產(chǎn)品應(yīng)該有著廣闊的市場(chǎng)前景。
同類課題研究水平概述
- 國(guó)外交流伺服產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家有很多，如日本的安川公司、三菱公司、松下公司，德國(guó)的西門子公司、KEB公司、BOSCH公司，美國(guó)的Kollmoen公司、Emerson公司、AMC公司，瑞典的ABB公司等已先后生產(chǎn)出了性能很好的伺服控制器。他們的交流伺服系統(tǒng)全部實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，都采用了DSP芯片，其中美國(guó)Kollmorgen公司工業(yè)驅(qū)動(dòng)部分是美國(guó)最大的，同時(shí)也是技術(shù)最先進(jìn)的伺服系統(tǒng)生產(chǎn)廠，在美國(guó)占有最大的市場(chǎng)份額。其中的Goldiine系列代表了當(dāng)代永磁交流伺服技術(shù)的最新水平。 國(guó)內(nèi)交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究起步較晚，相對(duì)國(guó)外的發(fā)展要落后，電機(jī)控制技術(shù)同外國(guó)相比還有很多的不足，技術(shù)落后主要是局限于欠缺實(shí)用的電機(jī)數(shù)字控制算法和高可靠的功率模塊。國(guó)內(nèi)對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行了很多研究，但主要還存在著以下不足之處： 1）國(guó)內(nèi)對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的研究工作主要側(cè)重于電動(dòng)機(jī)本體的研究，對(duì)其調(diào)速控制系統(tǒng)的研究工作較少。 2）對(duì)于永磁同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)的理論研究和仿真研究較多，生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用的成果較少，比如，先進(jìn)的電機(jī)控制方法在永磁同步電動(dòng)機(jī)上的實(shí)際運(yùn)用研究較少。 3）受到國(guó)內(nèi)設(shè)備、經(jīng)費(fèi)等條件的限制，對(duì)國(guó)際上電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域中的前沿性課題研究較少。對(duì)最新出現(xiàn)的電氣傳動(dòng)研究方向，如：自適應(yīng)控制技術(shù)、人工智能的控制技術(shù)及無(wú)速度傳感器技術(shù)與應(yīng)用同國(guó)際先進(jìn)水平還有較大差距。
