1.一種基于永磁同步電機的伺服系統(tǒng)驅(qū)動器及其控制算法,其特征在于,包括DSP核心板模塊、上位機、電源、驅(qū)動電路模塊、檢測模塊和永磁同步電機;所述DSP核心板模塊通過PWM接口連接到所述驅(qū)動電路模塊,所述上位機通過數(shù)據(jù)串口以及JTAG接口與DSP核心板模塊雙向連接,所述驅(qū)動電路模塊通過數(shù)據(jù)串口與DSP核心板模塊雙向連接,驅(qū)動電路模塊通過IPM接口連接到永磁同步電機,所述檢測模塊通過采樣電路與永磁同步電機連接,檢測模塊通過QEP端口與DSP核心板模塊雙向連接,所述電源通過導(dǎo)線連接到驅(qū)動電路模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的伺服系統(tǒng)驅(qū)動器及其控制算法,其特征在于,所述DSP核心板模塊采用TMS320F28335作為處理芯片,采用DSP專用電源芯片TPS767D301來保證DSP安全可靠工作。
3.如權(quán)利要求1所述的伺服系統(tǒng)驅(qū)動器及其控制算法,其特征在于,所述驅(qū)動電路模塊包括IPM驅(qū)動單元,信號轉(zhuǎn)換單元和電源供電單元;其所述IPM驅(qū)動單元選用IRAMS06UP60B驅(qū)動芯片,把DSP核心板模塊發(fā)送的PWM信號進行隔離和驅(qū)動放大,從而傳遞給IPM,同時把電壓電流采樣信號進行隔離和電平轉(zhuǎn)換,傳送給DSP核心板模塊的AD模塊;信號轉(zhuǎn)換單元通過接收DSP核心板模塊輸出的6路PWM信號控制驅(qū)動電路模塊內(nèi)的6個IGBT功率開關(guān)管,實現(xiàn)將直流母線電壓轉(zhuǎn)換為頻率和幅值可控的三相交流電從而驅(qū)動永磁同步電機運行。
4.如權(quán)利要求1所述的伺服系統(tǒng)驅(qū)動器及其控制算法,其特征在于,所述檢測模塊包括電流檢測電路和位置/轉(zhuǎn)速檢測電路;為了精確測量相電流,在電流檢測電路中,電機的三相輸入線路上分別串聯(lián)了精密電阻,電流流經(jīng)電阻時會在精密電阻上產(chǎn)生壓降,然后經(jīng)過精密運算放大器進行信號采樣,再使用HCNR201線性光耦進行信號隔離,再進行線性偏置,從而完成采樣、放大和隔離的過程;在所述位置/轉(zhuǎn)速檢測電路中,采用永磁同步伺服電機自帶的混合式光電編碼器,光電編碼器輸出UVW和A+、A-、B+、B-,Z+,Z-信號,UVW用來估計電機轉(zhuǎn)子初始位置,差分信號輸入MAX3095ESE差分接收器電路,輸出的信號通過斯密特整形芯片74LV14AD,將5V的方波信號進行整形并轉(zhuǎn)換為3.3V的方波信號,整形后的信號輸入DSP核心板模塊的QEP端口,DSP核心板模塊內(nèi)部的正交編碼脈沖電路(QEP)對輸入的A、B脈沖進行解碼和計數(shù),從而得到電動機的角位置和轉(zhuǎn)速信息。
5.如權(quán)利要求1所述的伺服系統(tǒng)驅(qū)動器及其控制算法,其特征在于,還包括主程序流程、矢量控制中斷流程、保護中斷流程和Z脈沖中斷流程,所述主程序流程步驟如下所示:
步驟1、DSP內(nèi)核初始化;
步驟2、硬件外設(shè)初始化;
步驟3、參數(shù)變量初始化;
步驟4、中斷使能;
步驟5、進入主循環(huán);
所述矢量控制中斷流程步驟如下所示:
步驟1、中斷進入;
步驟2、相電流檢測,Clark,park變換;
步驟3、執(zhí)行速度環(huán);
步驟4、執(zhí)行電流環(huán);
步驟5、執(zhí)行Park反變換;
步驟6、執(zhí)行svpwm;
步驟7、退出;
所述保護中斷流程步驟如下所示:
步驟1、中斷進入;
步驟2、封鎖PWM,系統(tǒng)停止;
步驟3、退出;
所述Z脈沖中斷流程步驟如下所示:
步驟1、中斷進入;
步驟2、編碼器矯正;
步驟3、退出。
6.如權(quán)利要求1所述的伺服系統(tǒng)驅(qū)動器及其控制算法,其特征在于,還包括一種死區(qū)補償控制算法,所述死區(qū)補償控制算法采用了基于“無效”器件原理的死區(qū)補償方法,該方法不會造成PWM波的偏移,補償效果不依賴于電機模型的準(zhǔn)確度,通過檢測電流矢量角判斷需要補償?shù)碾妷菏噶浚乐闺娏鞑▌雍土泓c箝位現(xiàn)象造成的誤補償,將需要補償?shù)碾妷菏噶恐苯蛹釉赟VPWM模塊的輸入端,減小了計算量,補償效果得到了明顯提高;所述死區(qū)補償控制算法直接將三相靜止坐標(biāo)系中的電壓誤差轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系中,然后將補償電壓直接加到電流環(huán)的給定信號中,而不是計算開關(guān)管作用時間,通過調(diào)節(jié)PWM波形來調(diào)節(jié)輸出電壓;在程序運行時,對電流進行多次采樣和契比雪夫濾波,從而可以確定電流的零位和電流波動范圍,電流波動范圍的上下限就是需要設(shè)置的閾值,既能保證死區(qū)補償?shù)挠行?,又能保證系統(tǒng)的可靠性。