伺服控制系統中高精度電流采樣的設計

　　在本系統中，由兩個LEM模塊檢測A相和B相的電流。在實際調試中，由于經過傳感器出來的電流信號有高次諧波及其它干擾信號，因此必需設計濾波器把高次諧波及其它干擾信號抑制掉。結合實際情況考慮，設計了帶有電壓跟隨的二階低通濾波器的電流檢測電路，具體電路如圖4所示。

　　在開關模式控制下，相電流信號含有需要濾出的高次諧波。設計中，首先利用PSpice軟件對濾波器進行虛擬設計，經過仿真驗證后，確定采用二階的巴特沃斯濾波器結構，系統利用電流傳感器檢測電流，經濾波、幅度變換、零位偏移、限幅，轉化為0~3V的電壓信號送入DSP的A/D引腳。

　　實驗結果

　　實驗中，PWM頻率為15kHz，死區時間為3μs，電流環采樣周期為67μs，速度環采樣周期為0.67ms，速度環的輸出限幅值為額定電流的1.5倍，電流環的輸出限幅為額定電壓的1.2倍。實驗控制一臺8極的永磁同步電動機電機，其參數為:額定功率1.88kW，額定轉速2500r/min，額定電流7.5A，額定轉矩7.5 Nm，額定電壓220V。電機分別在200rpm、2000rpm 且速度調節器參數設置為：kpv=0.5，kiv=0.02;電流調節器參數設置為：kpi=0.2，kii=0.02時的起動—停止過程的轉速曲線分別如圖5和圖6所示。

　　從圖所示的實驗波形可看出當電機空載運行時，系統運行在速度電流閉環狀態下,可迅速達到穩態，超調及穩態誤差都很小，實驗結果表明本系統設計合理，具有良好的動靜態性能。