基于AVR单片机的随动系统位置控制器设计(4)
型的多属中型火炮，较多采用了电动操瞄和机械装填；自行中型火炮则进一步采用了自动操
瞄和自动装填。从总体来看出，中国火炮的操瞄和装填自动化程度越来越高，但是与国外先本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 3 7 页
进水平相比依然存在较大差距 [4]
。
未来火箭炮将着眼于提高精度、提高机动性和加强防护，提高生存力，同时向智能化方
向发展 [6]
。
1.3 1.3 1.3 1.3 永磁交流伺服系统 永磁交流伺服系统 永磁交流伺服系统 永磁交流伺服系统
1.3.1 中国内外永磁交流伺服系统的发展现状 [6]
自 20 世纪 80 年代以来，随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、控制技术
及计算机技术等支撑技术的快速发展，交流伺服控制技术的发展得以极大的迈进，使得先前
困扰着交流伺服系统的电机控制复杂、调速性能差等问题取得了突破性的进展，交流伺服系
统的性能日渐提高，价格趋于合理，使得交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、
高性能要求的伺服驱动领域成了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。
伺服控制技术是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁
的主要部分。随着国内交流伺服用电机等硬件技术逐步成熟，以软形式存在于控制芯片中的
伺服控制技术成为制约我国高性能交流伺服技术及产品发展的瓶颈。研究具有自主知识产权
的高性能交流伺服控制技术，尤其是最具应用前景的永磁同步电动机伺服控制技术，是非常
必要的。
1.3.2 永磁交流伺服系统的发展趋势 [7]
综合国内外交流伺服系统发展与现状 , 可以清楚地看出其发展趋势 , 主要表现在以下几个
方面 :
1 、永磁化
交流伺服系统主要有永磁同步电动机交流伺服系统和异步电动机交流伺服系统两大类。
异步电动机交流伺服系统具有电机结构坚固、制造容易、价格低廉、弱磁调速易于实现等优
点 , 但与永磁同步电动机交流伺服系统相比存在着效率低 、 功率因数低 、 低速力矩小 、 转子发
热严重等问题。而随着永磁材料性价比的不断提高，永磁同步电动机结构的优化设计和新的
控制策略的发展，其耐高温、耐振动、可弱磁调速的性能不断提高。最典型的应用就是电动
汽车和高性能电梯曳引机已逐步引进永磁同步电动机交流伺服系统，其性能与异步交流伺服
系统相比有明显提高。
2 、全数字化和控制智能化
交流伺服系统控制单元经历了模拟式、混合式、全数字化逐步演变进步的过程，各类新
型高速微处理器，为伺服控制单元实现包括位置环、速度环、电流环的全数字化控制奠定了
坚实的物资基础，从而将原有的硬件伺服控制变成了软件伺服控制，不仅大大简化了伺服系本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 3 7 页
统的结构，提高了运行可靠性，而且在伺服系统中应用现代控制理论的先进算法 ( 如 : 最优控
制 、 人工智能 、 模糊控制 、 神经网络等 ) 成为可能,从而促使交流伺服系统的控制性能进一步
提高。
3 、高度集成化
一方面永磁材料磁能积不断提高 , 永磁同步电动机的体积重量明显下降 ; 另一方面电力电
子技术的发展 , 一大批新型功率器件应用到交流伺服控制单元中 , 最典型的是绝缘门极晶体管
(IGBT) 和智能模块 ( IPM) 的应用 , 不仅使主电路更加紧凑 , 而且大大简化了伺服系统的驱动、
保护环节。特别是内含电压自举电路的 IPM 模块，可以将原来驱动单元所需的四路独立电源