基于PMSM的三环数控交流伺服系统.pdfVIP

第 5期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 NO．5 2012年 5月 M odularM achineTool＆ AutomaticM anufacturingTechnique M ay．2012 文章编号 ：1001—2265(2012)05—0045—04 基于 PMSM的三环数控交流伺服系统 曾孟雄 ，赵千惠，欧阳文 (三峡大学 机械 与材料学院，湖北 宜昌 443002) 摘要 ：论文 以数控交流伺服 系统为研 究对 象，给 出了一种基 于永磁 同步 电机 (PMSM)的三环控制策 略。通过建立电流环、转速环和位置环 的动态数学模型并进 行等效简化，采用闭环调节器对 系统性 能进行校正的方法，并在 Matlab／Simulink环境下对案例进行仿真整定计算。结果表明了系统整体设 计的正确性，并达到预期控制效果。 关键词 ：伺服 系统 ；数控 ；矢量控制；整定 中图分类号：TH165；TP214．6 文献标识码 ：A Three。LoopCNC ServoSystem Baseon PM SM ZENGMeng-xiong，ZHAOQian—hui，OUYang—wen (CollegeofMechanicalMaterialEngineering，ChinaThreeGorgesUniv．，YichangHubei443002，China) Abstract：ThepaperstudyobjectistheCNCservosystem，anditpresentedthreeclosed-loopscontrol strategybaseon PMSM ．Through dynamic mathematicalmodelofcurrentloop，rotationalspeed loop andposition loop were established and simplified．The closed—loop regulatorwasdesigned．The system wascorrectedby the controller．The simulation，tuningand calculation ofthe closed—loopwascarried in Matlab／Simulink．Theresultsindicatedthatthecorrectnessofthesystem design，Thedesiredeffectof controlwereachievement． Key words：servosystem ；CNC；vectorcontrol；tuning 该系统 由内向外分别是 电流环 、速度环和位置 0 引言 环 。电流环 以伺服 电机 的电枢 电流为反馈量，使 电 交流控制系统在数控领域获得广泛应用 ，但其 机转矩跟踪希望设定值 ，提高系统 的快速性和抑制 数学模型高阶多变量、强耦合及非线性的特点，使控 电流环内部干扰 ；速度环 以电机转速为反馈量 ，通过 制较为复杂。工程设计常采用矢量变换法对基于永 调节电机输出转速 ，抵抗负载扰动和转速波动 ，为系 磁 同步电动机 (PMSM)的数控伺服系统进行线性化 统快速准确定位与跟踪提供条件 ；位置环 以控制对 解耦控制 ，再利用调节器校正及参数整定优化 ，提高 象的线位移或角位移输 出为反馈量 ，以保证 系统的 伺服控制系统的动态性能 ¨ 。