跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.59) 您好!臺灣時間:2025/10/12 21:53
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:邱森泰
論文名稱:永磁同步電動機伺服驅動系統之控制器參數調整
論文名稱(外文):Parameter tuning of permanent-magnet synchronous motor servo drives
指導教授:葉勝年葉勝年引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:54
中文關鍵詞:永磁同步電動機參數調整
相關次數:
  • 被引用被引用:7
  • 點閱點閱:616
  • 評分評分:
  • 下載下載:116
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本文旨在探討永磁式同步電動機伺服驅動系統之控制器參數調整。伺服驅動系統的參數會隨著負載特性和操作條件之不同而有所變動。當轉動慣量和時間常數的變動超過伺服驅動系統所接受的範圍時,將使伺服驅動系統無法保持系統響應需求,甚至影響伺服驅動系統的穩定性。因此本系統將根據所計算得到的轉動慣量和時間常數,以調整轉速調節器之比例-積分控制器的參數值。
本文之永磁式同步電動機伺服驅動系統,以數位信號處理器(Digital Signal Processor)為控制核心,並以數位信號處理器的軟體語言完成轉速與電流控制迴路。藉由數位信號處理器快速計算能力,本文於估測出轉動慣量和時間常數後,採用極、零點對消法計算得到控制器參數,以離線方式調整轉速調節器之比例-積分控制器的增益。
實驗結果證實本文之系統具較佳的轉速響應。轉速漣波由100 rpm 降至10 rpm,電流漣波降至0.5A,響應時間由0.16 秒 降至 0.05 秒。
This thesis is concerned with the study of parameter tuning of permanent-magnet synchronous motor servo drives. In many operations, some parameters of servo drives vary with load and operating condition. Variation of the parameters such as moment of inertia and time constant will degrade drive performance. Specifically, when the moment of inertia and time constant of the motor change beyond acceptable range, the servo system will be unable to maintain good performance and may even lose its stability. The proposed system will calculate the moment of inertia and time constant to tune the speed-controller parameters.
In the proposed system, a high performance digital signal processor is used and all the speed and current control loops are implemented with software. Taking advantage of the fast calculation ability of digital signal processor, this thesis also presents an off-line proportional-integral controller turning mechanism, which can detect the moment of inertia and time constant of the servo drive and calculate proportional-integral controller parameters using pole-zero cancellation technique.
The experimental results presented have demonstrated that the proposed drive possesses better speed response, while the speed ripple is reduced from 100 rpm to 10 rpm, the current ripple is also reduced to 0.5A, and the response time is improved from 0.16 second to 0.05 second.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
圖表目錄 vi
符號索引 ix
第一章 緒論 1
1.1 簡介 1
1.2 系統架構 2
1.3 本文大綱 2
第二章 永磁電動機數學模式與參數量測 4
2.1 前言 4
2.2 永磁式同步電動機之交、直軸動態模式 4
2.3 永磁式同步電動機之參數量測 7
2.4 永磁式同步電動機控制特性分析 11
2.5 結語 14
第三章 電流控制器之設計 15
3.1 前言 15
3.2 永磁式同步電動機電流控制 15
3.3 電流調節器之設計 17
3.4 電流調節器之量測結果 19
3.5 結語 27
第四章 轉速控制之調節器參數調整 28
4.1 前言 28
4.2 轉速調節器設計 28
4.3 機械負載參數之量測 29
4.4 轉速調節器參數調整 30
4.5 結語 32
第五章 實體製作及實測結果 33
5.1 前言 33
5.2 實體製作 33
5.2.1 硬體電路 33
5.2.2 軟體規劃 35
5.3 實測結果 38
5.3.1 機械負載參數估測 38
5.3.2 轉速響應測試 38
5.4 結語 40
第六章 結論與建議 49
6.1 結論 49
6.2 建議 49
參考文獻 50
附錄A. 永磁式同步電動機之參數及額定 52
附錄B 永磁式同步電動機調節器增益之單位 53
作者簡介 54
[1] H. Van Der Broeck, H. C. Skudelny and G. V. Stanke, “Analysis and realization of a pulsewidth modulator based on voltage space vectors,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 24, no. 1, pp. 142-149, 1988.
[2] J. Holtz, “Pulsewidth modulation for electronics power conversion,” IEEE Proceedings, vol. 82, no. 8, pp. 1194-1214, 1994.
[3] N. Mohan, T. M. Undeland and W. P. Robbins, Power electronics, converters, applications, and design, New York: Wiley, 1995.
[4] H. Le-Huy, “Microprocessors and digital IC’s for motion control,” IEEE Proceedings, vol. 82, no. 8, pp. 1140-1163, 1994.
[5] Y. Y. Tzou and H. J. Hsu, “FPGA realization of space-vector PWM control IC for three-phase PWM inverters,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 12, no. 5, pp. 953-963, 1997.
[6] P. Pillay, C. R. Allen and R. Budhabhathi, “DSP-based vector and current controllers for a permanent magnet synchronous motor drive,” in Proceedings of the IEEE/IAS Annual Meeting, vol. 1, pp. 539-544, 1990.
[7] Q. Guo, L. Wang and R. Luo, “Completely digital PMSM servo system based on new self-tuning PID algorithms and DSP” IEEE Internation Conference on Industrial technology, pp. 71-75, 1996.
[8] A. Chandra, L. A. Dessaint, M. Sead and K. Al-Haddad, “Implementation of self-tuning algorithms for reference tracking of a DC drive using a DSP chip”, IEEE Transaction On Industrial Application, Vol. 41, No1, pp. 104-108, 1994.
[9] Z. Xue, L. Yongdong and Y. Tong, “Fully digital control of PMSM servo drive using DSP,” Proc. Power Electronics and Drive Systems, Vol.1 pp. 287-291,1995.
[10] B. Zhang, Y. Li and Y. Zuo, “A DSP-based fully digital PMSM servo drive using on-line self-tuning PI controller,” Power Electronics and Motion Control Conference. Vol. 2 , pp. 1012 —1017, 2000.
[11] F. Blaschke, “The principle of field orientation as applied to the new trnasvector closed loop control system for rotating field machines,” Siemens Review, Vol. 34, pp. 217-220, 1972.
[12] 許溢适譯, “AC伺服系統的理論與設計實務,” 文笙書局, 民國八十一年。
[13] F. Parasiliti, M. Tursini and D. Zhang, “On-line self-tune of PI controller for high performance PMSM drives”, IEEE, IAS, Vol. 3, pp. 1619-1625, 1996.
[14] TMS320C24x DSP Controllers CPU, System, and Instruction Set, vol. 1, Texas Instruments, 1997.
[15] TMS320C24x DSP Controllers Peripheral Library and Spectific Devices, vol. 2, Texas Instruments, 1997.
[16] 李隆財,吳金勇,TMS320C240原理與實習,長高企業有限公司,民國八十九年。
[17] 何世賓, “凸極式永磁式同步電動機之高效率及高速控制系統研製”, 國立臺灣科技大學電機研究所碩士論文, 民國八十九年。
[18] 范逸之, 陳立元, “Visual Basic與RS-232串列通訊控制最新版,” 文魁資訊股份有限公司, 民國九十年。
[19] 李宜達, “控制系統設計與模擬-使用MATLAB/SIMULINK,”全華科技圖書股份有限公司, 民國八十七年。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top