基于STM32的永磁同步電機伺服控制技術的研究

2020-08-18

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近年來,隨著高性能永磁材料技術,電力電子技術,微電子技術的飛速發展以及矢量控制理論,自動控制理論研究的不斷深入,永磁同步電機伺服控制系統得到了迅速的發展.尤其是全數字化微處理器技術的發展,使永磁同步電機在工農業生產,家電設備,交通運輸,以及航空航天等領域得到了廣泛的應用.本文以STM32作為核心處理器,采用FOC+SVPWM相結合的控制技術,針對價格敏感的工業控制領域,研究并設計一款高性能雙閉環交流伺服控制系統. 首先閱讀了大量的相關資料,在充分理解永磁同步電機的結構的基礎上,建立了永磁同步電機數學模型,詳細分析了矢量控制技術和脈寬調制技術的原理和應用,認真推算了坐標變換過程中的相關數學公式.在矢量控制技術的基礎上應用id=0的控制策略,使交流電機具有直流電機一樣簡單的控制特性. 其次,在伺服控制技術理論分析的基礎上,分別從軟件和硬件出發進行系統設計.整個系統的硬件采用交—直—交變壓變頻的設計思路,功率逆變單元采用先進的智能功率模塊IPM.此外,還設計了STM32控制單元的外圍接口電路,電流檢測和速度檢測電路以及輔助開關電源等.軟件上從系統程序和功能模塊出發進行了相關的設計,Z后設計了電流環和速度環的PI調節. Z后,采用Matlab/Simulink搭建了系統的各功能子模塊,并對雙閉環控制系統進行了整體仿真,然后針對仿真結果圖進行了分析和總結.Z后展示了本課題的實際成果,充分的證明了基于STM32的永磁同步電機伺服控制技術研究的實際應用價值.