图

1 硬件结构图

    系统的控制为三环控制方式，位置控制是外环，也是最终目标，速度控制是中环，电流
控制是内环。为了保证动态响应速度和定位时不产生震荡，电流环和速度环均采用

PID 调节，

位置调节器采用

PI 调节。系统的控制框图如图 2：

图

2 控制系统框图

    编码器检测的转子位置实际信号与系统给定位置信号进行比较，比较后的差值经位置调
节器

PI 调节后输出转子转速给定信号，给定转速信号再与编码器检测的实际速度信号进行

比较，比较后的差值经速度调节器调节后，输出给定电流指令值，在于电流反馈实际值比
较后进行

PWM 控制。

矢量控制

    在同步电机中，励磁磁场与电枢磁通势间的空间角度不是固定的，因此调节电枢电流就
不能直接控制电磁转矩。通过电机的外部控制系统，对电枢磁通势相对励磁磁场进行空间定
向控制，控制两者之间的角度保持固定值，同时对电枢电流的幅值也进行控制，这种控制
方式就称为矢量控制。

    矢量控制也就是通过控制两相的转子参考坐标 d-q 轴的电流来等效控制电枢的三相电流。
通过前面的系统控制框图可以清楚理解这种等效，可以用下面的公式表示：

（

1）

    由电机非负载轴端安装的
编码器随时检测转子磁极位置，