高速电机驱动的试验

　　在控制系统中，高速电机驱动的磁悬浮控制力矩陀螺要求的稳速为0.1%。根据这一稳速指标的要求，按照上述方法设计锁相环速度控制器。

　　在本试验中，磁悬浮控制力矩陀螺用高速无铁空心杯永磁无刷直流驱动电机的转动惯量J=0.1kg·2m、KD=0.01N·rn/1000r/min、KT=0.0011783N·m/A、kM=0.0014V/r/min。按照上述设计步骤得到软件锁相环路的参数：Ki＝0.0042、K_Φ/τ=0.15、Gi＝0.0157。

　　在以DSP为构建的电机数字控制系统上用软件实现锁相控制算法，锁相控制器的速度反馈信号由霍尔转子位置传感器提供。图1所示为进人频率锁定后，磁悬浮控制力矩陀螺用高速永磁无刷直流电机额定转速20000r/min时的稳速曲线。

　　本节重点介绍了速度控制锁相环路及其参数优化设计方法，并分析了系统的相位捕获范围，对所采用的梯形公式数字积分器的动态特性进行了研究，并将其代替传统的可逆计数数字积分器，使控制算法的实现得到简化，同时改善了动态响应性能，实验验证了锁相稳速控制系统设计方法的有效性。

　　图1   磁悬浮控制力矩陀螺20000r/min稳速曲线

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