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永磁交流伺服系统国内外研究现状和发展趋势

时间:2020-12-31 21:14来源:毕业论文
国内外永磁交流伺服系统的发展现状上个世纪80年代以来,伴随着现代电力技术、微电子技术、控制技术及计算机技术等的快速发展,交流伺服电动机控制技术获得了长足的发展。在这

国内外永磁交流伺服系统的发展现状上个世纪80年代以来,伴随着现代电力技术、微电子技术、控制技术及计算机技术等的快速发展,交流伺服电动机控制技术获得了长足的发展。在这之中我们解决了之前困扰着交流伺服系统的调速性能比较差、伺服电机的控制方式比较复杂等问题,增强了交流伺服系统的性能,使得直流伺服系统一步步地被交流伺服系统所取代。尤其是在性能和精度要求都很高的伺服驱动领域,交流伺服驱动系统渐渐成为了现代电伺服驱动系统的一个主要发展方向。 61615

数字信号处理器(DSP)在交流伺服系统控制单元得到了广泛的应用。最近几年以来,国外各大公司都推出以DSP为基础的内核,再配以电机控制所需的外围功能电路,提高了交流伺服系统的可靠性,使他的结构更紧凑,使用更方便,而且大大缩小了体积和降低了他的市场价格。通过最近几年的发展,单片机将被DSP芯片逐步取代,使得DSP芯片最终成为伺服控制领域的主流控制芯片,目前,芯片的主要供应商有TI公司,AD公司和Motorola公司等。

伴随着越来越成熟的国内交流伺服电机等硬件技术,以软件形式存在于控制芯片中的伺服控制技术成为制约我国高性能交流伺服技术发展的瓶颈。自主研究具有知识产权的性能强大的交流伺服控制技术,特别是永磁同步电动机伺服控制技术,是非常必要的。

2永磁交流伺服系统的发展趋势

研究和调查国内外伺服系统的发展现状,我们可以从中看清其发展趋势[1]。总的来说,伺服系统的发展趋势可以分为以下几个方面:

1) 全数字化

交流伺服系统控制单元经历了模拟式-混合式-全数字化等一步步演变和发展的过程,DSP的发明问世为交流伺服系统的全数字化打下了最终的基础,为伺服控制单元实现包括位置环、速度环、电流环等等在内的包括全面数字化的发展控制打下了坚实的基础。控制用DSP芯片是通过单片机再结合传统的DSP而诞生的产物,它不仅具有传统模式的高速处理器内核,又集成了类似于单片机的丰富外设资源;与传统DSP相比,它具有适合于控制应用的外围模块,异常丰富的存储器和内置设备,更强的中断处理能力;和普通的单片机相比,DSP处理数字运算能力增强10~15倍,从而确保了系统更加强大的控制能力。数字控制方式可以简化硬件控制,富有柔性的控制算法使其控制变得更加的灵活,可实现规律比较复杂的控制,使现代控制理论在运动控制系统中应用成为现实(如:滑模变结构控制等),易于与上层系统连接进行数据传输,便于实现故障诊断、加强保护和监视功能,使系统智能化。

2) 智能化文献综述

从现在的发展趋势来看,永磁交流伺服系统逐步走向智能化,它们的智能化特点在以下几个方面显示出来:首先,具有较强的参数记忆功能,系统运行时的所有参数都可以通过人与机器的对话来操作软件来设置;其次,它们具有自动诊断并分析故障的功能,当系统出现故障时,就会将故障的具体类型以及可能产生故障的原因在用户界面上显示出来,使得我们也不需要比较复杂的维修与调试;除以上特点之外,有的伺服系统还具有电子齿轮功能、自动化调节器控制参数等功能。

3) 模块化和高度集成化

随着电力电子技术的发展,一大批新型电力电子功率半导体器件在交流伺服控制单元中得到应用。目前,越来越多地具有很高开关频率的新型功率半导体的元器件在伺服控制系统的输出器得到广泛的使用,主要有功率比较大的晶体管(GTR)、功率场效应管(MOSFET)和绝缘门极晶体管(IGBT)等。它们的应用大大降低了伺服单元回路输出部分的功能损耗,提高了系统的响应速度,使运行时的噪音得到大大的降低。最典型的是智能功率模块IPM(Inteligent Power Modules)的应用,IPM将过温、欠压、过压、过流保护及故障检测等功能全部汇集到一个模块中,这种应用使得伺服单元变得越来越微小,更加明显的简化了伺服单元的设计。 永磁交流伺服系统国内外研究现状和发展趋势:http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_67454.html

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