伺服控制系統(tǒng)中高精度電流采樣的設(shè)計(jì)

　　在本系統(tǒng)中，由兩個(gè)LEM模塊檢測A相和B相的電流。在實(shí)際調(diào)試中，由于經(jīng)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(shè)計(jì)濾波器把高次諧波及其它干擾信號抑制掉。結(jié)合實(shí)際情況考慮，設(shè)計(jì)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(guān)模式控制下，相電流信號含有需要濾出的高次諧波。設(shè)計(jì)中，首先利用PSpice軟件對濾波器進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，經(jīng)過仿真驗(yàn)證后，確定采用二階的巴特沃斯濾波器結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)利用電流傳感器檢測電流，經(jīng)濾波、幅度變換、零位偏移、限幅，轉(zhuǎn)化為0~3V的電壓信號送入DSP的A/D引腳。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　實(shí)驗(yàn)中，PWM頻率為15kHz，死區(qū)時(shí)間為3μs，電流環(huán)采樣周期為67μs，速度環(huán)采樣周期為0.67ms，速度環(huán)的輸出限幅值為額定電流的1.5倍，電流環(huán)的輸出限幅為額定電壓的1.2倍。實(shí)驗(yàn)控制一臺8極的永磁同步電動機(jī)電機(jī)，其參數(shù)為:額定功率1.88kW，額定轉(zhuǎn)速2500r/min，額定電流7.5A，額定轉(zhuǎn)矩7.5 Nm，額定電壓220V。電機(jī)分別在200rpm、2000rpm 且速度調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置為：kpv=0.5，kiv=0.02;電流調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置為：kpi=0.2，kii=0.02時(shí)的起動—停止過程的轉(zhuǎn)速曲線分別如圖5和圖6所示。

　　從圖所示的實(shí)驗(yàn)波形可看出當(dāng)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行在速度電流閉環(huán)狀態(tài)下,可迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài)，超調(diào)及穩(wěn)態(tài)誤差都很小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，具有良好的動靜態(tài)性能。