永磁同步電機數字交流伺服控制技術

(1)

由電機非負載軸端安裝的編碼器隨時檢測轉子磁極位置，不斷的取得位置角信息，通過檢測實時的知道了θ，也就是說能夠進行實時的坐標變化，變換后的電流對逆變器進行控制，產生PWM波形去控制電機。

3 位置及速度的檢測

交流伺服電機內裝有編碼器進行位置及速度的測量，大多數情況下，直接從編碼器出來的信號波形不規則，還不能直接用于控制，信號處理和遠距離傳輸，所以要對信號進行整形和濾波變成矩形波后再反饋給DSP，處理后的兩路相互正交的編碼器信號A、B經過電壓變換直接送入DSP的QEP引腳，經譯碼邏輯單元產生轉向信號和4倍頻的脈沖信號。轉向信號是根據兩路信號的相位超前滯后決定的。由于存在正反轉的問題，要求計數器具有可逆性，所以把通用定時器2設置為定向增減計數模式，把倍頻后的正交編碼脈沖作為定時器2的輸入時鐘進行計數，計數的方向由轉向信號決定，如果QEP1的輸入相位超前，則增計數，反之則減計數。位置和轉速由脈沖數和脈沖頻率就可以決定。每轉的總脈沖數用M表示，T1時刻的脈沖數為m1，則電機轉過的角度就可以根據下式計算出來。

(2)

如果是多轉的情況下，再配合編碼器的Z相零位脈沖的計數值和相應定時器2的清零，就可以知道電機軸轉了多少圈多少角度了。電機轉子轉速的計算可以根據MT測速法，確定編碼器的速度公式如下：

(3)

M1—定時間內計數器記錄的編碼器脈沖數；

M2—定時間內記錄的DSP的時鐘脈沖數；

N—編碼器線數，也就是倍頻前的編碼器的脈沖數；

Fclk—DSP的時鐘脈沖頻率。

4 結語

綜上所述，本文研究的數字交流伺服驅動器，實行了模塊化設計，硬件結構簡單，軟件編程容易。可以輕松實現PC機或者PLC與控制器的通信，這樣就實現了上位機能夠接受控制系統的實時參數和向伺服控制系統傳遞參數，對伺服系統進行直接的控制。