基于Σ-Δ采样的双回路PI电流环带宽拓展策略

针对永磁同步电机(PMSM)采用Σ-Δ采样法引入延迟导致电流响应存在较大超调、系统动态性能差的问题,在同步旋转d,q坐标系下的电流解耦控制基础上,分析并配置Sinc3滤波器获取高精度反馈电流,并在原有比例积分(PI)控制研究基础上,分析电流采样及占空比更新方式产生的环路延迟对带宽性能的影响,提出了改进PI控制环路结构及硬件实现时序的方法。该方法考虑PI算法特性及Sinc3滤波解调特点,通过设计抽取率不同的双采样通道,结合即时采样即时更新策略,设计电流环时序图并在现场可编程门阵列(FPGA)中实现。仿真及实验结果表明,提出的电流环控制结构能在不改变开关频率的前提下拓展带宽3倍以上,大幅提升交流伺服系统控制性能,满足高性能应用场合需求。