[01709563]全数字网络化智能型交流伺服驱动装置开发

在高精度、宽调速范围的伺服驱动应用中，永磁同步电机（PMSM）所构成的伺服驱动器性能较好，能够实现高速、高精度、高稳定度、快速响应、高效节能的运动控制，交流永磁同步电动机伺服控制技术是具有良好应用前景，因而成为研究热点。伺服驱动控制技术是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，也是国外交流伺服技术封锁的主要部分。研究具有自主知识产权的全数字网络化智能型交流伺服驱动装置开发技术，具有重要的理论意义和实用价值。该项目参考标准：机械行业标准《交流伺服驱动器通用技术条件（JBT10184-2000）》和国家标准《交流伺服系统通用技术条件（GB16439-2009-T）》,研制出以TI公司高性能浮点数字运动控制器芯片为伺服驱动系统核心硬件的全数字网络化智能型交流伺服驱动新产品。主要完成以下几方面的工作：项目开发新装置样机3套，控制电机额定功率750W。控制系统主要硬件结构为：电机控制专用的浮点数字信号控制器（DSC）、现场可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）；整个伺服控制系统采用全数字化、网络化设计，具有Modbus、RS485/RS232及CANbus三种网络连接。为提高电机控制性能指标，特别是信号输入输出响应实时性，硬件架构设计为“DSC+CPLD”的硬件控制架构，以实现对多路输入信号的并行监控及预处理。在实验室环境下，完成整个系统测试。电机平稳运行的空载调速范围为1:4000，伺服驱动系统在低速段（1～100rpm）范围运行时，转速稳态精度小于±0.5rpm；内部位置运行模式下，伺服系统定位精度±10个脉冲；在速度模式下，电机短时过载能力达到额定转矩的2.2倍以上，过载相电流达到电机极限电流值，是额定值3倍以上；在空载、0.5倍电机额定转矩负载和额定转矩负载三种情况下，电机运行在1～3000rpm的速度范围内的转矩脉动均小于10%。该项目研究成果申请8项专利，其中获得国家发明专利授权2项，实用新型专利授权4项；还有2项发明专利进入实审；授权软件著作权1项。发表论文5篇，其中EI收录1篇，核心期刊4篇。