电机传动系统参数辨识方法的研究

电机传动系统参数辨识方法的研究

浙江大学电气工程学院

博士学位论文

电机传动系统参数辨识方法的研究

姓名：吴靖

申请学位级别：博士

专业：电机与电器

指导教师：赵荣祥

20080701

电机传动系统参数辨识方法的研究

浙江人学博士学位论文摘要

摘要

在早期阶段，直流调速系统在传动领域中占统治地位。然而，从６０年代后期开始，交流电动机在工业应用领域正在取代直流电动机，交流传动变得越来越经济和受欢迎。永磁交流伺服系统作为电气传动领域的重要组成部分，在工业、农业、航空航天等领域发挥越来越重大的作用。永磁同步电动机以其特点广泛应用于中小功率传动场合，成为研究的重要领域。然而，永磁同步电动机具有较大的转动脉动，而对于这些应用场合，转矩平滑通常是基本要求。因此，对永磁交流伺服系统的应用，必须考虑其转矩脉动的抑制问题。本文针对电机传动系统中参数变化对电机性能的影响，以永磁同步电机为例，围绕如何通过参数辨识来提高永磁同步电动机的控制性能，借助自行开发的全数字永磁交流伺服系统平台，对永磁同步电动机的磁场定向控制，参数辨识，神经网络和扩展卡尔曼滤波在控制系统中的应用，抑制转矩脉动，提高系统性能几个方面展开深入的研究。

本文从永磁同步电动机及其控制系统的基本结构出发，对通过参数辨识抑制转矩脉动进行了较为细致的分析。针对不同情况，通过改进电机的控制系统，提出了多种参数辨识方法。主要内容如下：

１、基于定子磁链方程，建立了永磁同步电动机的一般数学模型。经坐标变换，得出在静止两相（ａｊ励坐标系和旋转两相（小ｇ）坐标系下永磁同步电动机电压方程和转矩方程。

２、分析了永磁同步电动机幻＝Ｏ矢量控制系统的工作原理，介绍了永磁同步电动基于磁场定向的矢量控制的基本概念。经对永磁同步电动机系统进行分析，推导并建立了幻＝０控制时整个电机系统的数学模型。

３、基于超稳定性理论的模型参考自适应控制原理，设计了一种模型参考自适应控制系统，考虑电机参数的时变性，对永磁交流伺服系统的绕组电阻和电机负载转矩辨识进行了研究，以保持系统的动态性能。利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建立仿真模型，对控制性能进行了验证，仿真实验证明这种方法的可行性。

４、人工神经网络具有很强的学习性能，经过训练的多层神经网络能以任意精度逼近非线性函数，因此为非线性系统辨识提供了一个强有力的工具。本章针对永磁同步电机提出了一种以电机输出转速为目标函数的神经网络控制方案，同时应用人工神经网络理论建立和设计了负载转矩扰动辨识的算法以及相应的控制系统的补偿方法，并应用ＭＡＴＬＡＢ软件进行了计算机仿真，仿真证明和传统的控制方法相比，以电机输出转速为指导值和目标函数的神经网络控制方案能有效地提高神经网络的收敛速度，能有效地改善控制系统的动态响应，具有跟踪性能好和鲁棒性较强等优点。

电机传动系统参数辨识方法的研究

浙江人学博Ｊ二学位论文摘要

５、电机的参数会随着温升和磁路饱和发生变化，需进行在线实时辨识。本文利用电机的定子电流、电压和转速，采用递推最小二乘法进行在线参数辨识，该方法不需要观测的磁链信号，消除了磁链观测和参数辨识的耦合。电机状态方程由于存在状态变量的乘积项，对电机参数辨识以后，仍然是非线性方程，为了对电机状态方程进行状态估计，得到电机的参数辨识值，本文采用扩展卡尔曼滤波进行状态估计，对以上方法的仿真实验得到了满意的结果。

６、本文基于数字电机控制专用ＤＳＰ自行开发了全数字永磁交流伺服系统平台，通过软件实现扩展卡尔曼滤波对电阻和磁链的估计，以及基于磁场定向的空间矢量控制算法，获得了令人满意的实验结果，证明扩展卡尔曼滤波算法对电阻和磁链的实时估计是很准确的，由此构成的永磁交流伺服系统具有良好的静、动态性能。

关键词：永磁同步电动机矢量控制参数辨识模型参考自适应人工神经网络扩展卡尔曼滤波器空间矢量转矩控制转矩脉动

电机传动系统参数辨识方法的研究

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｉｎｔｈｅｅａｒｌｙｓｔａｇｅｓ，ｔｈｅ

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ｃｈａｎｇｅＡＣｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍ．Ａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｍｏｔｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅｓｙｓｔｅｍ，ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅＰＭＳＭ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅ

ｏｆｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＰＭＳＭｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂｙｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃ

ｆｉｅｌｄｏｒｉｅｎｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｓ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｅｘｔｅｎｄｅｄｋａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｖｅｉ：ｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅ

ｔｏｒｑｕｅ，ａｎｄｔｈｅｍｅａｎｓｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅ

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Ｔｈｉｓ

ｔｏｒｑｕｅｂｙ

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１．ＡｓｔａｎｄａｒｄｍｏｄｅｌｏｆＰＭＳＭｄｅｄｕｃｅｄｆｒｏｍｔｈｅｓｔａｔｏｒｆｌｕｘｌｉｎｋａｇｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ

（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ

２．ＴｈｉｓｍｏｄｅｌｓｏｆＰＭＳＭｉｎｔｈｅ口胡（ｓｔａｔｏｒｔｗｏｐｈａｓｅｓ）ｆｌａｍｅｂｙｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．ｏｆａｎｄｄ－ｑｒｏｔａｔｉｎｇ）ｆｒａｍｅａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｗｏｒｋ皿ｎｃｉｐｌｅｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｅｓｔｈｅＰＭＳＭｊｄ＝Ｏｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒ０１．Ｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎｏｆ幻＝０ｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｏｒｉｅｎｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．

３．Ａｎａｄａｐｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｐｕｌｓａｔｉｎｇｔｏｒｑｕｅｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｍｏｄｅｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｄａｐｔｉｖｅｓｙｓｔｅｍ．ＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｔｉｍｅｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＰＭＳＭ．ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｍａｋｅｒｅａｌ—ｔｉｍｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｏｒｅｔａｉｎｔｈｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔＡＣｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ

ｆｉｅｌｄｕｓｉｎｇＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｔｏｏｌｂｏｘ；ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅＭＲＡＳ－ｂａｓｅｄ

电机传动系统参数辨识方法的研究

浙江大学博：ｌ：学位论文摘要ｏｒｉｅｎｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｈａｓｇｏｏｄｓｔａｔｉｅａｎｄｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．

４．Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓｈａｖｅｍｉｇｈｔｙｌｅａｒｎｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ．Ａｆｔｅｒｂｅｉｎｇｐｒｏｐｅｒｌｙｔｒａｉｎｅｄ，ｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌａｙｅｒｎｅｔｗｏｒｋｓａｒｅｃａｐａｂｌｅｏｆａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｎｇａｎｙｎｏｎｌｉｎｅａｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈ

ａａｎｙｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｉｔｈａｓｂｅｃｏｍｅｐｏｗｅｒｆｕｌｔｏｏｌｉｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍ

ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｉｅｌｄ．Ａｎｏｖｅｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｗｉｔｌｌｍｏｔｏｒｓｐｅｅｄｔａｒｇｅｔｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒ

ｔｏｒｑｕｅＰＭＳＭ．Ｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎａｌｓｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｌｏａｄｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｓｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

ｓｈｏｗｔｈａｔａｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇＭａｔｌａｂｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｎｏｖｅｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｗｉｔｈｍｏｔｏｒｓｐｅｅｄｔｅａｃｈｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ

ｇｏｏｄａｎｄｔａｒｇｅｔｆｕｎｃｔｉｏｎｈａｓｓｔｒｏｎｇｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ，ｇｏｏｄｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓａｎｄ

ｔｒａｃｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．

ｗｉｌｌｖａｒｙｗｉｔｈｔｈｅ５．Ｓｏｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｓａｔｕｒａｔｉｏｎ．ａｎｄ

ｔｈｅｙｍｕｓｔｂｅｒｅａｌｔｉｍｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ．Ｊｕｓｔｕｓｉｎｇｓｔａｔｏｒｃｕｒｒｅｎｔｓ，ｓｔａｔｏｒｖｏｌｔａｇｅ，ａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒｍａｋｅｓｒｅａｌｔｉｍｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＰＭＳＭｐａｒａｍｅｔｅｒｓｂａｓｅｄ

ｕｓｅｏｎｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｄｏｅｓｎ’ｔｔｈｅｆｌｕｘｓｉｇｎａｌ，ａｖｏｉｄｉｎｇｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇ

ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ａｆｔｅｒｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｈｅｆｌｕｘｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅ

ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｅｒｍｓｏｆｓｔａｔｅｖａｒｉａｂｌｅｓ，ｔｈｅＰＭＳＭｍｏｄｅｌｉｓｓｔｉｌｌｔｈｅｎｏｎ－ｌｉｎｅｒｓｔａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎｓ．ＴｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｓｔａｔｅｖａｒｉａｂｌｅｓｏｆＰＭＳＭｍｏｄｅｌ

ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｏｔｏｒ，ｔｈｅａｎｄｇａｉｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｍｅｔｈｏｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｍｕｓｉｎｇｅｘｔｅｎｄｅｄｋａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ

ｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｌｌ－ｄｉｇｉｔａｌＰＭＡＣｇｅｔｓｓａｔｉｓｆｉｅｄｒｅｓｕｌｔｓ．ｓｅｒｖｏ６．Ｔｈｅ

ｆｉｌｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｅａｒｌｏｎｔｈｅＤＳＰｄｅｓｉｇｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｄｉｇｉｔａｌｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒ０１．Ｓｏｆｔｗａｒｅｐｒｏｇｒａｍｓｙｏｕｔｅｘｔｅｎｄｅｄｋａｌｍａｎｖｅｃｔｏｒｐｕｌｓｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｆｌｕｘ，ａｎｄｓｐａｃｅ

ｏｎｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄ

ｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈｅｅｘｔｅｎｄｅｄ

ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ

ｓｅｌ３／Ｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｏｒｉｅｎｔｅｄ．ＴｈｅｃａｎｓａｔｉｓｆｉｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅＡＣｋａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｒｅａｌｔｉｍｅａｎｄｆｌｕｘｖｅｒｙａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ａｎｄｗｈｉｃｈｔｈｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｓｔｅｍｈａｓｇｏｏｄｓｔａｔｉｃｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．

ＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ

ＰａｒａｍｅｔｅｒＭａｇｎｅｔＭｏｔｏｒ（ＰＭＳＭ），ＶｅｃｔｏｒＳｙｓｔｅｍ，ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＣｏｎｔｒｏｌ，ＮｅｕｒａｌＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＭｏｄｅｌＲｅｆｅｒｅｎｃｅＡｄａｐｔｉｖｅ

Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ＥｘｔｅｎｄｅｄＫａｌｍａｎＦｉｌｔｅｒ，ＳｐａｃｅＶｅｃｔｏｒＴｏｒｑｕｅＣｏｎｔｒｏｌ，ＰｕｌｓａｔｉｎｇＴｏｒｑｕｅ

电机传动系统参数辨识方法的研究

浙江大学博士学位论文第一章绪论

第一章绪论

１．１课题研究背景

从２０世纪初期起，可调速传动的电动机在钢铁工业和汽车工业中就获得了广泛的大量的应用。在早期阶段，直流电动机广泛地用于调速控制。然后，从６０年代后期开始，交流电动机在宽广的工业应用领域正在取代直流电动机。起初由于交流电动机传动需要更复杂的控制器，在经济上是不可行，也是不能被广泛接受的。然而，在结合了数字控制技术和大功率半导体装置两方面的先进技术之后，交流传动变得越来越经济和受欢迎。现在几乎在所有领域内直流传动已被交流传动所替代。

然后，有些领域仍然不适合用交流传动。其中之一是要求精确转矩控制的应用领域。交流电动机有时候会产生转矩误差或由于一些参数变化而引起转矩脉动。为了克服这些问题，在控制器设计中必须采用更先进的技术。这些技术以电动机参数的估计和辨识为基础，并使用了包括高速的数字信号处理器（ＤＳＰ）和并行处理等数字控制的最新成果。本章首先介绍了永磁同步电机传动的电气方面情况，包括永磁同步电机发展、永磁同步电动机系统脉动转矩的分析、减小永磁同步电动机系统脉动转矩的分析、永磁同步电机伺服系统的发展和永磁同步电机控制系统。接着又介绍了感应电动机传动的电气方面情况，主要包括感应电动机的概述、感应电动机参数辨识技术和感应电动机的控制技术。

１．２永磁同步电机发展概述ｎ１

一个多世纪以来，电动机作为机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活之中。电动机的类型主要有同步电动机、异步电动机和直流电动机三种，其容量ｄ，Ｎ几瓦，大到上万瓦。其中，直流电动机自从十九世纪四十年代出现以来，以其运行效率高和调速性能好等诸多优点，在相当长的一段时间里，一直在运动控制领域占据主导地位。但是，传统的直流电动机均采用电刷，以机械方式进行换向，存在相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火花、电磁干扰等致命弱点，加之制造成本高、维修困难、维护麻烦、寿命较短等缺点，使其应用范围受到了很大限制。而异步电动机构造简单，价格低，维护工作量低，容易实现弱磁调速。缺点是转子散热困难，转子电阻受温度影响变化大，影响矢量控制性能。在交流伺服系统发展初期，异步电动机交流伺服系统得到较快的发展，在交流调速系统中很少采用同步电动机，因为与异步电动机不同，

电机传动系统参数辨识方法的研究

＊江＾＃＊Ｉ毕Ⅱ论』第章绪论同步｝Ｕ动机无法在电州电压下自行起动，静止的转ｒ磁极在旋转磁场的作用Ｆ，平均转矩为零。因为变频电源的问题无法得到解决，冈此７０年代之前在＿［业应用中实现同步电动机调速是极其困难的，直到科学技术的发展解决了上述问题后．才推动永磁同步电动机在伺服系统中的发展与应片｛。

随着永磁材料性能的大幅度提高和价格的降低，各种交流永磁同步电动机伺服系统成为交流伺服系统的主流。根据永磁体励磁磁场在定子绕组中感应出的电动势波形，交流永磁电动机主要分为两类，一类是相感应电动势被形为梯形波的无刷直流电动机（ＴｈｅＢｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣＭｏｔｏｒ，简称ＢＬＤＣ），另一类是相感应电动势

ＭａｇｎｅｔＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＭｏｔｏｒ，简波形为正弦波的三相永磁同步电动机（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ

称ＰＭＳＭ）。其一相气隙磁场感应的反电动势与电流之间的关系如图１—１所示。为产生恒定转矩，控制ＢＬＣＤ需要输入二相对称方波电流，而ＰＭＳＭ输入三相对称正弦电流。

（ａ）ＢＬＤｃ（ｂ）刚ＳＭ

刚ｌＩ永磁电机反电动势与电流关系波形

ＰＭＳＭ按定、转子的内外关系，可分为外转了结构和内转子结构：按磁场方向，分为径向和轴向磁场转子结构；按转子上有无起动绕组，可分为无起动绕组结构与有起动绕组结构；按水磁体在转予上安装位置的不同，分为表贴式、内插式和内埋式蔓种基本结构形式。如图ｌ－２所示。

（砷表贴式（ｂ）内插式

图ｉ－２永磁转于结构（ｃ）内埋式

由于永磁材料磁导率十分接近空气，因此对于表贴式结构来说，交、直轴电感基本相等，属于隐极式电动机：而内插式结构与内埋式结构的直轴磁路磁通要通过两个永磁体，交轴磁通仅仅通过气隙与定、转子铁芯，不通过永磁体，所以

电机传动系统参数辨识方法的研究

浙江大学博：ｊ二学位论文第一章绪论其交轴电感大于直轴电感，属于凸极式电动机。隐极式同步电机的永磁体在转子表面，电感较小，可快速获得感应电流，不会产生磁阻转矩，因此转矩特性的线性也较好，多用于要求快速响应的随动系统，但在高速范围内，离心力较大，有必要设置固定保护环防止永磁体飞出。凸极式同步电机由于永磁体埋入于转子内部，解决了因离心力而使磁铁飞出的问题，同时该结构可以充分利用转子磁路不对称所产生的磁阻转矩提高电动机的功率密度，但漏磁系数较前者较大。

永磁同步电动机转速与电源频率严格保持同步，具有体积小、质量轻、功率因数高、效率高，磁通密度高、动态响应快、可靠性高、无需维护、具有严格的转速同步性和宽调速范围等优点；但同时永磁同步电动机的转子磁场为永磁体磁场，失去了励磁调节的灵活性并可能会出现退磁效应。经过二十多年的发展，永磁同步交流伺服系统已在运动控制领域取得了广泛的应用，其应用从最初的军事工业，向航空航天、医疗、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展，并取代直流伺服系统成为电力传动系统的主要应用方向。

目前，永磁同步电动机系统研究的主要问题如下：

１、转矩脉动问题

永磁同步电动机主要应用于高性能运动控制系统，在这些系统中一般要求电机转矩平滑，而永磁同步电动机本身所具有的较大的转矩脉动大大影响了它的使用。针对这＿问题，人们从电机本体和电机控制系统两方面出发提出了多种转矩脉动控制方法乜１。随着电机设计技术和电机控制技术的不断发展，这方面的研究还会不断深入的进行下去。

２、无位置传感器控制

永磁同步电动机需要转子位置传感器提供的位置信号来保证定子电流和感应电动势相位的同步。尤其是正弦波电机需要随时提供转子位置信号来控制定子电流。而转子位置传感器使电机结构复杂、体积重量增大、成本增加、可靠性降低。如何不用位置传感器检测或观测转子位置进行电机控制，一直是永磁同步电动机系统研究的热点。

３、控制策略

永磁同步电动机控制系统是实现高性能控制的关键。采用数字信号处理器（ＤＳＰ）的数字控制电路在永磁同步电动机控制系统设计中受到广泛重视。以ＤＳＰ芯片为核心的控制系统并不是一个纯硬件的控制电路，它必须配合软件系统才能控制电动机正常工作。这为控制系统的设计带来更大的灵活性。软件设计就必然涉及到控制算法的研究和应用。以现代控制理论为基础的各种控制算法正得到越来越深入的研究和应用。

４、电磁干扰

电磁兼容在应用电子线路中已同益受到人们的重视。永磁同步电动机是一种

电机传动系统参数辨识方法的研究

浙江大学博：仁学位论文第一章绪论“电子运行电机＂，同样有抗干扰和防止对外界干扰的要求。永磁同步电动机控制器是强、弱电共存的电路，对于采用ＰＷＭ高频调制脉冲的控制器，高的调制频率很容易对控制器其他线路产生干扰，必须认真处理其问的电磁干扰和电磁兼容问题。另外还存在地线的干扰。目前，对永磁同步电动机的电磁干扰问题进行研究，己越来越受到重视。

１．３永磁同步电动机系统脉动转矩的分析

永磁同步电动机由于具有功率密度高、转动惯量低、效率高等优点而被更多地应用于高性能运动控制的应用场合。如精密机床、计算机装置、机器人直接驱动、自动控制装置等，转矩平滑是这些高性能运动控制应用系统的最基本要求。在理想情况下，永磁同步电机能产生平滑的瞬时转矩波形。

永磁同步电动机要产生理想的平滑转矩，就要求电机的反电势波形和电流波形都必须是标准的正弦波，并且相位一致。正弦波反电势波形要求电机的定子绕组在电机展开方向作正弦分布，而转子永磁体产生的磁场密度的幅值围绕气隙作正弦分布。正弦相电流是由电流控制逆变器产生的。这种逆变器需要每相都具有电流传感器和一个高精度的转子位置传感器来保证电流同步激励波形在每个时刻与转子位置保持一致。无论是由相电流或是由反电势波形引起的任何不理想的情况，都会带来转矩脉动１３】。

在理想情况下，当绕组反电势为理想的正弦波，定子电流为理想的和正弦波时，永磁同步电动机的输出转矩均为恒定值，没有转矩脉动。无论是电机本体还是其控制系统，任何对理想情况的偏离都会造成脉动转矩的产生。一般情况下，脉动转矩主要Ｅｈ－－部分组成【２】【４１，具体如下：

ｌ、齿槽转矩（也称定位转矩卜转子磁链与随转子旋转角度变化而变化的定子磁阻相互作用而产生的转矩脉动。从定义可知，齿槽转矩是由于定子开槽引起的，与定子电流无关。

２、转矩纹波一定子电流与转子磁链之间作用产生的转矩脉动。这是转矩脉动的主要部分。对永磁同步电机来说，主要是由于转子磁势分布偏离理想波形造成的。

３、凸极转矩一定子电流电动势与随角度变化的转子磁阻间的作用产生的转矩脉动。这是由于转子采用凸极结构而产生的。转子表面式结构电机几乎没有凸极转矩。

在构成脉动转矩的几个组成部分中，凸极转矩是由于转子凸极造成的，因而在高性能应用场合应尽量避免用转子凸极结构。齿槽转矩为电机结构引起的，与定子电流无关，并且在一般情况下，可以用斜槽的办法消除。脉动转矩的主要部分为转矩纹波。在永磁同步电机中，转矩纹波一般能达到额定转矩的１０％以上

电机传动系统参数辨识方法的研究

浙江大学博：Ｌ学位论文第一章绪论１５－６］。脉动转矩的存在，使系统的转速发生波动，降低系统精度，恶化系统性能，引起系统振动和噪声，严重时会威胁系统运行的安全。为此，必须采取措施尽量减小系统的转矩脉动。

１．４永磁同步电动机系统脉动转矩的控制方法

在永磁同步电动机的应用领域，转矩平滑是非常重要的指标。从二十世纪八十年代永磁同步电动机系统进入实用化以来，转矩脉动最小化问题就受到了很大重视。经过多年的研究，产生了很多控制方法。这些方法可分为两类：

第一类方法，改进电机设计，调整电机结构使其性能更接近理想性能。这种方法对基本的电磁参数进行调整，以减小脉动转矩的数值，从而产生理想的电机性能。

第二类方法，在电机控制系统中，采取一些特殊的控制方法，对电机绕组中的电流波形进行控制，使这些电流产生的部分转矩分量抵消电机原来具有的脉动转矩分量，使电机的输出转矩接近恒定值。随着高性能运动控制领域对电机性能的要求越来越高和微电子技术及现代控制技术的发展，这种方法正越来越受到重视。

１．４．１通过改进电机设计实现转矩脉动最小化的方法

对于永磁同步电动机来说，消除转矩脉动首先要进行合适的电机设计。通过改进电机设计来减弱脉动转矩的方法主要有如下几种：

１、斜槽或斜极

转矩脉动减小的最常用的方法是定子铁心斜槽或转子永磁体斜极…ｏＪ。斜槽可以减小转子旋转方向上的磁阻变化从而抑制齿槽转矩。齿槽转矩在定子一个槽距间大致呈线性变化，对无槽转子来说，在定子一个槽距间齿槽转矩由峰值变化到零。理论上，斜槽或斜极一个定子槽距，就可以使齿槽转矩减小到零。实际上，即使斜满一个槽距，由于边缘效应和转子不对称，只能使齿槽转矩抑制在额定转矩的１％左右，而不能完全消除１９Ｊ。

斜槽还有改善定子绕组分布的功能。斜槽能减少反电势的高次谐波，使反电势波形更接近正弦。斜槽能减小永磁同步电动机的转矩纹波…Ｊ。

斜槽是一种简单有效应用广泛的方法，但也有很大缺点。斜槽能使电机平均转矩减小，使定子结构复杂，使互感增大，杂散损耗增大。对于每极每相下有中等槽数的电机来说，斜槽能使平均转矩降低几个百分点。然而，对槽数少的电机，斜满一个槽距将使平均转矩降低很大，因而必须与其它方法一起使用ＩｌＪ。

２、定子绕组形式ａ．分布绕组

电机传动系统参数辨识方法的研究

浙江大学博士学位论文第一章绪论

永磁同步电机的定子绕组设计原则是突出反电势基波分量从而得到最大的平均转矩。最常用的绕组方式是短距绕组，这种绕组在降低高次谐波的同时使得平均转矩也有所降低１１２ｌ。分数槽绕组常用于不能用斜槽的每极每相下槽数较少的电机。因为槽数不是极数的整数倍，致使齿槽转矩具有较高的频率和较低的幅度。分数槽绕组也会对谐波造成抑制，但同时也明显地减小了基波幅值，从而降低了平均转矩【１３－１钔。

ｂ．增加相数

对于永磁同步电机来说，用多相绕组可增加转矩纹波的频率和减小转矩纹波的幅度【１２】，从而减小转矩纹波的影响。奇数相绕组具有较高的纹波频率，因而得到更多应用。

ｃ．气隙绕组

气隙绕组电机不用加工定子齿槽，没有齿槽转矩。但由于电机绕组占用了部分气隙，使电机气隙增大，降低了平均转矩和效率【ｌ５１。高性能稀土永磁材料的出现使这种绕组的应用得以实现。采用气隙绕组的电机具有更好的绕组分布和正弦度更高的气隙磁场密度，具有较低的反电势谐波，因而纹波转矩较小。

３、转子磁路设计

ａ．气隙磁密分布

为了减小纹波转矩，要求永磁同步电机的气隙磁通密度波形为正弦波。最常用的永磁体磁极充磁方式为平行充磁和径向充磁。对两极电机，径向充磁磁极能得到几近于理想的矩形磁密波形，平行充磁磁极能获得正弦型气隙磁密波形。随着极数增加，这两种磁密波形愈来愈相剩１６ｌ。在磁极末端加一块磁性能更强的材料能获得更好的矩形波磁密分布，因为强磁性能材料能部分地抵消漏磁的影响。在转子外壳用薄的永磁材料作磁极，可以增加磁极边缘的漏磁，使磁密分布更加接近正弦。

ｂ．磁极弧宽和磁极位置

永磁同步电机的极弧宽大约为１５０。电角度时，可使六次谐波的纹波转矩最小。选择合适的磁极极弧也可以减小齿槽转矩。这是因为齿槽转矩是由于转子磁极和定子齿的相互作用而产生的。全部的齿槽转矩是每个磁极端所受拉力之和。通过有限元分析可知，选择磁极极弧为ｋ＋Ｏ．１４个槽距时，（ｋ为整数），可以消除齿槽转矩的一次谐波分量【８】【１７１。

减小齿槽转矩的另一种办法是改变磁极问的相对距离【８】【１７Ｊ。由于齿槽转矩是由磁极旋转造成的，若设磁极偏差１／４槽距就能消除纹波转矩的二次谐波。用有限元法分析可知，通过精心选择磁极弧度和调整磁极偏差，可将齿槽转矩降低到额定转矩的１％以下１９１１１８１。

ｃ．磁极的分布斜极

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浙江大学博｛二学位论文第一章绪论

在实现转子磁极整体斜极有困难时，可考虑将整个磁极分为几块逐步斜极的办法ｆｌ引。这种方法能消除除了磁极块数的倍数以外的所有齿槽转矩谐波。除了磁极块数的倍数次谐波以外，这种方法对反电势的基波和其他次谐波的影响和连续磁极斜极的影响一样。

４、定子磁路设计

ａ．虚槽和假齿

对每极每相下槽数较少的电机，定子斜一整个槽距将极大地减小输出转矩的基波分量。此时在定子齿上均匀地开一些空的浅槽，使其在磁性能上模拟真正用于放置绕组的槽，可以增加齿槽转矩的脉动频率，相应地减小它的幅值。也可以在定子槽中加一些无用的空齿，这对齿槽转矩的影响类似于虚槽的作用。如果在此基础上，再对定子斜槽或转子斜极一个空槽距，将会进一步减小齿槽转矩【２１１１９ｌ。ｂ．减小槽口宽度

减小槽口宽度可以减小气隙磁导的谐波分量，从而起到削弱齿槽转矩的作用。但是，这会增加电机的漏抗，减小其产生的平均转矩。而且，由于生产过程中嵌线工艺的要求，对最小槽口宽度有一定的限制，不能任意减小。

另外，用磁性槽锲、改变磁极极弧都可以减小齿槽转矩。不规则的分配定一子槽也和磁极偏差一样能使齿槽转矩最小化【１９１。

通过以上对改进电机设计使转矩脉动最小化的多种方法进行的讨论，可知：对于永磁同步电机，运用传统方法，定子斜槽一个槽距，转子磁极极弧宽１５０。都会取得较好效果。但对槽数少的电机，可以考虑分数槽绕组和虚槽的办法。另外还可以用变极弧和磁极偏差的方法。

１．４．２通过改进控制系统实现转矩脉动最小化的方法

电机设计的方法能有效地减小齿槽转矩和转矩纹波。然而，这些方法无一例外地会增加电机的加工难度和系统成本，同时，还会降低电机的性能。另外，仅仅依靠电机设计的方法去减小转矩脉动，在很多场合已不能满足高性能运动控制系统的性能要求。因而必须从其他方面考虑对电机转矩脉动进行补偿。

随着微电子技术和现代控制技术的发展，运用现代控制理论的各种控制方法，通过控制定子电流的波形来控制转矩脉动的方法越来越受到重视。在过去的２０年里，人们针对永磁同步电动机转矩脉动的各主要分量一齿槽转矩、纹波转矩等提出了多种控制方法。

１、反电势倒置

电机每相的瞬时转矩与反电势和相电流成Ｊ下比，因此在适当情况下，优化电流可以作为与反电势的倒数成正比的函数来处理，这样就避免了对磁链或反电势进行谐波分析【２∞¨。在正弦波电机中应用这种方法，可以将主要变量转化到ｄｑＯ

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浙江大学博士学位论文第一章绪论转子同步坐标系中，这样可以自动消除反电势的基波分量使模型得以简化【２２１。２、编程电流控制

控制齿槽转矩和纹波转矩的最常用的方法是通过控制相电流的波形来抵消转矩脉动分量。编程电流控制的基本原理是根据预先了解的电机参数，计算出消除脉动转矩所需电流的特定波形，产生一个参考信号。电流控制器使电机绕组电流跟踪这个参考信号，这样，电机产生的转矩中将含有一些特定的谐波分量。这些谐波分量与电机不加编程电流控制时产生的谐波分量次数相同，幅值相等，但相位相反，转矩迭加的结果就消除了脉动分量，电机的输出转矩因此保持恒定幽】

ｏ

编程电流控制所需的电流参考信号可以通过实测加计算的方法获得。即先对电机的反电势波形进行实测，然后作Ｆｏｕｒｉｅｒ分析，得出反电势各次谐波的幅值和相角。从反电势各次谐波的幅值和相角计算出电流参考信号的数据，采用迭代等方法对电机方程进行求解，可以消除从基波到任意次的脉动转矩分量。

大多数算法都是在相电流中加入特定谐波分量来抵消转矩脉动。最早的一种三相电机控制方法基于使转矩谐波中的６次和１２次谐波最小来控制转矩脉动

【２４１。因为这两种谐波是产生转矩脉动的最主要成分。

在表面型转子电机中，电机转矩方程是线性的，电流的各次谐波系数都呈线性变化。表现为随着转矩指令的变化相电流只是幅度产生变化而波形不变。这种线性特点使硬件设备得到简化，可以利用诸如查表法等常用的方法来获得电流波形数据１２卯。

以上这些方法都是基于开环控制的概念，因而对电机参数的变化较为敏感，并且无法抵御外界干扰。另外，这些方法需要预先了解电机的参数，对这些参数了解的准确程度决定了采用这些方法对转矩脉动削弱的效果。如果对电机参数的解带有一定程度的误差，则电机的脉动将很难减小到一个较小的数值上。实验证明这些方法的效果很小，即使在实验室条件下精心调节也不能使转矩脉动降到额定转矩的ｌ％以下。除此之外，残余转矩脉动主要来源于电机和逆变器的误差如三相绕组阻抗的不平衡、相定位误差、测量电流增益的不匹配等。这些误差都会产生２倍电源频率（２妣）的转矩脉动，而以上的开环控制法并没有考虑如何消除它，因此，在测量瞬时转矩波形时，２‰次脉动转矩分量非常明显【２副［２６Ｊ。

３、反馈控制方法

以上的控制方法本质上都为开环控制，本身具有较大的缺陷，对电机和逆变器参数的漂移，外界的干扰均无法加以补偿，因而在实际应用中抑制转矩脉动的效果有限。这自然使人想到用反馈控制实现转矩脉动最小化。人们构造了多种转矩和磁链的估计器和观测器来产生反馈信号削弱齿槽转矩和纹波转矩，并基于现代控制理论构造了多种控制算法，取得了较好的效果。其主要方法有以下几种：

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浙江人学博士学位论文第一章绪论ａ．迭代控制算法

为了消除转矩脉动中的主要部分６次谐波和１２次谐波，由电机的电流和电压计算瞬时转矩。用瞬时转矩的反馈值与转矩指令进行比较，其误差乘以一定的比例系数对ｄ＿ｑ坐标系的ｑ轴电流进行补偿，而控制系统通过一种记及转矩脉动的迭代算法计算下一时刻的Ａ轴电流。当电流值稳定时，输出ｑ轴的电流指令，并设ｄ轴电流为零，通过旋转变换控制电流滞环ＰＷＭ逆变器带动电机工作。这种方法能明显削弱转矩脉动中的主要部分，使输出转矩变得平滑【２７】。然而，这种方法的精度取决于对电机参数的精确计算，尤其是需要对电机反电势进行精确的傅里叶分析，求出各次谐波的系数。

ｂ．自适应控制算法

运用反馈控制实现转矩脉动最小化控制的算法，都必须进行转矩计算或转矩估计，而实际上永磁同步电动机的转矩系数，随电机工作温度的上升和电机磁路饱和程度的提高而有所变化。因而，一般瞬时转矩的估计算法的估计值往往不太准确，影响了控制精度。自适应控制算法运用李雅普诺夫稳定性原理进行控制器设计，使得转矩估计值能够准确跟踪电机的瞬时转矩，以此构造电机的电流彼形进行转矩脉动控制，提高了控制精度和系统的鲁棒性【４１１２引。然而，这种方法也需要对电机的参数和转子磁势谐波有较为清楚的了解，并且在电机低速时，控制性能不理想。

４名申经网络控制

神经网络控制是智能控制的一个重要内容。它是一种基本上不依赖于模型的控制方法，比较适用于那些具有不确定性或高度非线性的控制对象，并具有较强的适应和学习功能。

前述方法，在一定范围内可以实现转矩脉动最小化控制。但随着电机负载的增大，电机在工作过程中的温度将有较大的变化，这将使电机的磁性能发生变化，同时电机绕组的电阻和电感发生变化，电机模型发生较大变化，上述各种控制方法，在某种程度上，其控制精度会受到电机参数的变化的影响，并且对电机参数变化而带来的转矩脉动不能有效地消除，控制作用变差。为解决这一问题，采用了神经网络对电机参数进行在线计算，调整控制器结构进行转矩脉动最小化控制，取得了较好效果１２邺¨。

Ｔ．Ｌｉｕ等人在文酬２９】中采用了一个４．４．２型前馈神经网络，对永磁同步电动机的转矩系数屯（转子磁链）和定子电阻Ｒ进行在线计算，然后对电机的转矩和电流控制器进行调整，从而消除磁链和定子电阻变化而带来的转矩脉动。电机本体转矩脉动由查表决定电流波形进行消除。通过这种在线和查表相结合的办法，电机本身的转矩脉动和由磁链、电阻变化引起的转矩脉动都得到较好地消除，保证了转矩的平滑，从而满足高性能控制的需要。

电机传动系统参数辨识方法的研究

浙江大学博上学位论文第一章绪论

随着现代控制理论和微电子技术的发展，越来越多的现代控制方法被运用于永磁同步电动机系统的控制，除上述提到过的几种控制方法外，干扰观测器

【３２。３蚋、扩展卡尔曼滤波【３９４１１、小波变换‘４２‘４３】及模糊自适应控制‘４４。４５】等在近年来也不断被应用于与转矩控制有关的永磁同步电机系统控制上。相信随着研究的不断深入，针对各种工作情况的转矩脉动控制策略将越来越成熟、实用。

１．５交流传动技术的发展１４６ｌ

交流永磁同步电动机是一个强耦合、时变、非线性系统，控制复杂，每一次科技的突破都带动了交流伺服系统控制性能的提高。

（１）高性能永磁材料的发展

同步电动机采用永磁体取代传统的电励磁磁极的优点包括：简化了结构，消除了转子的滑环、电刷，实现了无刷结构，缩小了转子体积，同时由于省去了励磁直流电源，也消除了励磁损耗和发热。

永磁材料现有铝镍钴、铁氧体和稀土永磁体三大类。其中稀土永磁体又分为第一代钐钴ｌ：５，第二代钐钴２：１７和第三代钕铁硼。

铝镍钴是三十年代研制成功的永磁材料，虽具有剩磁感应强度高，热稳定性好等优点，但矫顽力低，抗退磁能力差，而且要用贵重的金属钴，成本高。这些不足大大限制了它在电机中的应用。铁氧体磁体是本世纪五十年代初开发的永磁材料，其最大的特点是价格低廉，有较高的矫顽力，不足之处是剩磁感应强度和磁能积都较低。钐钴稀土永磁材料在六十年代中期问世，它具有铝镍钴一样高的剩磁感应强度，矫顽力比铁氧体高，但钐稀土材料价格较高。８０年代初出现的钕铁硼稀土永磁材料，具有高的剩磁感应强度、矫顽力和磁能积，这些特点特别适合在永磁电机中使用。当时的不足是温度系数大，居里点低，容易氧化生锈而需涂覆处理。但经过近年来的不断改进提高，这些缺点大多已经克服。现钕铁硼永磁材料最高的工作温度已可达１８０。，一般也可达１５０。，已足以满足绝大多数电机的使用要求１４７１。

（２）电力电子技术的发展【４引

对于永磁同步电动机，由高性能电力电子开关器件组成的逆变电路是其控制系统必不可少的环节。电力电子器件是弱电与强电之间的桥梁以及功率变换的接口。自１９５８年世界上第一个功率半导体开关晶闸管发明以来，电力电子元件已经历了第一代半控式晶闸管，第二代有自关断能力的半导体器件（包括大功率晶体管ＧＴＲ、可关断晶闸管ＧＴＯ、功率场效应管ＭＯＳＦＥＴ），第三代复合型场控器件（包括绝缘栅功率晶体管ＩＧＢＴ、静电感应式晶体管ＳＩＴ、ＭＯＳ控制的晶体管ＭＣＴ等），以及第四代集成功率模块ＩＰＭ。半导体开关器件性能不断提高，容量迅速增大，成本大大降低，控制电路同趋完善，极大地推动了各类电机的控

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浙江大学博士学位论文第一章绪论制。７０年代出现了通用变频器的系列产品，可将工频电源转变为频率连续可调的变频电源，这就为包括永磁同步电动机在内的交流电机的变频调速创造了条件。

（３）微处理器与计算机技术的发展

微处理器与计算机技术不仅是电子信息产业的核心技术，同时也为传统工业领域创造了深入发展基础。这些技术的飞速进步有力地促进了电机控制技术的发展【４９１。

最初的电机控制系统大都是采用分立元件的模拟电路，体积大，可靠性低，抗干扰能力差，成本高。随着电子技术的进步，采用微处理器和专用集成电路，实现了电机的数字控制，提高了可靠性与抗干扰能力，同时也使得各种复杂控制方法的实际应用成为可能。

ＤＳＰ（数字信号处理器）和ＦＰＧＡ（现场可编程门阵列）在电机控制系统中的应用就集中体现了这种发展带来的飞跃，也反映了今后电机控制单元的趋势。

单片机采用诺依曼结构，程序和数据在同一空间存取，同一时刻只能单独访问指令或数据，多数指令要２－－－３个周期来完成。而ＤＳＰ器件具有较高的集成度，运算速度快，存储器容量大。它采用哈佛结构，具有独立的程序和数据空间，程序总线和数据总线分离，同时可以对程序和数据进行操作，其内置高速硬件乘法器，取指、译码、操作采取多级流水线。

由于电机控制系统在家电、机械制造、汽车制造等领域的重要地位，近年来，包括ＴＩ、ＭＯＴＯＲＯＬＡ、ＡＤ等大公司在内的许多ＤＳＰ厂商都相继推出了电机控制专用ＤＳＰ芯片，如ＴＭＳＦ２４０Ｘ系列、ＤＳＰ５６Ｆ８０Ｘ系列等。这类芯片都以ＤＳＰ处理器为核心，使用其高效的指令集，同时在片内集成了包括Ａ／Ｄ，ＰＷＭ等电机控制接口电路，不仅简化了系统硬件电路，同时也提高了可靠性和性价比。

计算机技术的发展，使得运动控制系统的开放性大大提高、信息化和绿色化成为了可能。借助于信息网络技术，电机控制系统也将不再只是孤立的系统，将和其它相关系统一起被规划和设计，实现整体系统控制的网络化。

１．６交流伺服系统的发展方向

目前国内外交流伺服系统研究正向着数字化、智能化、集成化、网络化的方向发展ｆ５０。５１ｌ：

（１）高性能全数字化的伺服系统是当今交流伺服系统发展的趋势。数字化系统克服了模拟控制系统电路功能单一，参数离散性大，控制精度不高的缺点，不存在模拟器件的特性漂移和偏差，体积小，抗干扰能力强，可靠性高，功耗低，数字系统的控制逻辑由软件来实现，可以实现许多复杂的控制，具有自诊断能力，极大的增强了伺服系统设计和使用的灵活性。高性能的数字信号处理器ＤＳＰ的出