本文關(guān)鍵詞：大功率高精度永磁交流伺服系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機(jī) 交流伺服系統(tǒng) 新型負(fù)載力矩辨識(shí)滑模觀測(cè)器 抗負(fù)載擾動(dòng) 高可靠性硬件系統(tǒng) 大功率高精度

【摘要】：永磁同步電機(jī)因其高精度、高功率因數(shù)、高響應(yīng)、高效率等優(yōu)點(diǎn)而廣泛地應(yīng)用于航空航天、軍工、紡織機(jī)械等小功率應(yīng)用領(lǐng)域。近年來(lái),其更是逐步取代異步電機(jī),在大功率場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用。由于在大型高端設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)合中,其負(fù)載變化大以及應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜多變,這其中存在兩點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù):如何構(gòu)建具有高可靠性的大功率永磁交流伺服硬件系統(tǒng);在控制算法上,如何抑制負(fù)載的變化帶來(lái)的不良影響。本文主要圍繞這兩點(diǎn)展開了研究。首先,從抑制負(fù)載擾動(dòng)算法的研究角度考慮,分析了滑模變結(jié)構(gòu)控制的原理和永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上建立了傳統(tǒng)負(fù)載力矩辨識(shí)滑模觀測(cè)器數(shù)學(xué)模型。為了抑制滑模變結(jié)構(gòu)控制帶來(lái)的抖振影響,引入反饋增益,優(yōu)化控制函數(shù),提出了新型負(fù)載力矩辨識(shí)滑模觀測(cè)器,并對(duì)其進(jìn)行了穩(wěn)定性分析與數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。其次,為了驗(yàn)證算法的正確性,根據(jù)矢量控制系統(tǒng)原理,確定了系統(tǒng)原理框圖,并以之前推算得到的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),利用matlab建立系統(tǒng)仿真模型。從多個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)載力矩觀測(cè)的仿真試驗(yàn),并對(duì)比傳統(tǒng)與新型負(fù)載力矩辨識(shí)滑模觀測(cè)器所觀測(cè)得到的轉(zhuǎn)矩結(jié)果,最終驗(yàn)證了新型負(fù)載力矩辨識(shí)滑模觀測(cè)器在對(duì)負(fù)載力矩的觀測(cè)上確實(shí)具有抑制抖振的作用。然后,以電路的高可靠性、高精度特點(diǎn)為目標(biāo),以DSP芯片TMS320F28335為控制核心,完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),并著重分析了部分功能電路的原理。其中包括高精度電流位置檢測(cè)、高可靠性保護(hù)電路、PWM隔離驅(qū)動(dòng)、反激式DC-DC電源等幾個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)。由于電路安全的重要性,需要對(duì)保護(hù)電路進(jìn)行multisim硬件電路仿真,結(jié)果表明其能較好的實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)的功能。最后,為了證明理論的可行性、優(yōu)越性,對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。首先,在此硬件電路基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了新型控制策略的軟件設(shè)計(jì),并設(shè)計(jì)搭建了硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。其次,通過(guò)速度控制性能、抗負(fù)載擾動(dòng)性能以及位置控制性能三方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,使用數(shù)據(jù)采集卡采集位置、速度等信號(hào),通過(guò)labview編寫的測(cè)試界面顯示。最終證明新型方案的確能夠有效地抑制負(fù)載擾動(dòng)帶來(lái)的轉(zhuǎn)速波動(dòng),驗(yàn)證了改進(jìn)型方案的可行性以及理論的科學(xué)性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 交流伺服系統(tǒng) 新型負(fù)載力矩辨識(shí)滑模觀測(cè)器 抗負(fù)載擾動(dòng) 高可靠性硬件系統(tǒng) 大功率高精度
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM341;TM921.541
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)11-14
• 1.2.1 永磁交流伺服系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-13
• 1.2.2 負(fù)載擾動(dòng)抑制算法的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容14-16
• 第二章 基于滑模觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)新型負(fù)載力矩辨識(shí)算法研究16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 永磁交流伺服系統(tǒng)概述16-17
• 2.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制原理17-19
• 2.4 傳統(tǒng)負(fù)載力矩辨識(shí)滑模觀測(cè)器機(jī)理19-21
• 2.4.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型19-20
• 2.4.2 傳統(tǒng)負(fù)載力矩辨識(shí)滑模觀測(cè)器的構(gòu)建20-21
• 2.5 新型負(fù)載力矩辨識(shí)滑模觀測(cè)器設(shè)計(jì)21-23
• 2.6 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析23-25
• 2.7 數(shù)字化實(shí)現(xiàn)25-26
• 2.8 本章小結(jié)26-27
• 第三章 基于新型滑模觀測(cè)器的負(fù)載力矩辨識(shí)系統(tǒng)建模與仿真分析27-40
• 3.1 引言27
• 3.2 系統(tǒng)建模27-30
• 3.3 系統(tǒng)仿真分析30-39
• 3.3.1 控制函數(shù)的改進(jìn)性能分析30-33
• 3.3.2 反饋增益大小影響分析33-36
• 3.3.3 速度自適應(yīng)控制性能分析36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 高可靠性大功率永磁交流伺服硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)40-56
• 4.1 引言40
• 4.2 總體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40-41
• 4.3 控制核心模塊電路41-48
• 4.3.1 控制核心TMS320F28335與LCMXO1200的介紹41-42
• 4.3.2 電壓轉(zhuǎn)換電路42-43
• 4.3.3 位置檢測(cè)電路43-45
• 4.3.4 電流采樣與調(diào)理電路45-47
• 4.3.5 分頻輸出電路47-48
• 4.4 驅(qū)動(dòng)核心模塊電路48-51
• 4.4.1 PWM隔離驅(qū)動(dòng)模塊電路48-49
• 4.4.2 故障檢測(cè)電路49-50
• 4.4.3 反激式DC-DC控制電源50-51
• 4.5 人機(jī)顯示模塊電路51-52
• 4.6 故障檢測(cè)電路仿真52-54
• 4.7 PCB設(shè)計(jì)54-55
• 4.8 本章小結(jié)55-56
• 第五章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析56-73
• 5.1 引言56
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)56-61
• 5.2.1 軟件整體設(shè)計(jì)57
• 5.2.2 電流采樣模塊57-59
• 5.2.3 位置采樣模塊59-61
• 5.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建61-62
• 5.4 基于labview的位置與速度信息采集的軟件實(shí)現(xiàn)62-64
• 5.5 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果及分析64-71
• 5.5.1 速度控制性能64-68
• 5.5.2 位置控制性能68-69
• 5.5.3 抗負(fù)載擾動(dòng)性能69-71
• 5.6 本章小結(jié)71-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果77-78
• 致謝78

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馮桂宏;李研;張炳義;;一種基于滑模觀測(cè)器的低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動(dòng)機(jī)無(wú)傳感器控制方法研究[J];微電機(jī);2008年05期

2 胡軍,朱東起,高景德;滑模觀測(cè)器及其在無(wú)機(jī)械傳感器永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1997年01期

3 李辰;李穎暉;王磊;;基于滑模觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)矢量控制[J];微計(jì)算機(jī)信息;2008年31期

4 何志明;廖勇;李輝;;一種新的無(wú)傳感器滑模觀測(cè)器仿真研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2009年04期

5 陳華偉;張劍;李文善;張培磊;;基于平滑切換律自適應(yīng)滑模觀測(cè)器的無(wú)位置傳感器控制[J];微電機(jī);2013年07期

6 彭志香;陳衛(wèi)兵;成傳柏;尹康;;帶有前置和后置濾波器的滑模觀測(cè)器仿真研究[J];湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年05期

7 張鳳霞,常富強(qiáng);一類線性擾動(dòng)系統(tǒng)的模糊滑模觀測(cè)器的設(shè)計(jì)[J];煙臺(tái)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程版);2003年01期

8 孫宜標(biāo),郭慶鼎;基于滑模觀測(cè)器的直線伺服系統(tǒng)反饋線性化速度跟蹤控制[J];控制理論與應(yīng)用;2004年03期

9 祝曉輝;李穎暉;;基于擾動(dòng)滑模觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)矢量控制[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2007年05期

10 黃飛;皮佑國(guó);;基于滑模觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器控制的研究[J];計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化;2009年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 張嫻;程月華;姜斌;;基于滑模觀測(cè)器和變結(jié)構(gòu)控制的小衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

2 朱敬舉;夏群力;;導(dǎo)彈駕駛儀滑模觀測(cè)器研究[A];'2008系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

3 申忠宇;趙瑾;;不匹配不確定動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的魯棒滑模觀測(cè)器設(shè)計(jì)[A];2011年中國(guó)智能自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第一分冊(cè)）[C];2011年

4 馬晴;喬楓;趙浩銘;;基于觀測(cè)器的故障診斷方法及其應(yīng)用研究[A];第十屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（信息科學(xué)與工程技術(shù)分冊(cè)）[C];2013年

5 王剛;劉軍;;SVPWM在PMSM無(wú)傳感器矢量控制中的應(yīng)用[A];第十九屆測(cè)控、計(jì)量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)(MCMI'2009)論文集[C];2009年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 任俊杰;基于滑模觀測(cè)器的船舶永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器控制研究[D];大連海事大學(xué);2015年

2 于金泳;基于滑模觀測(cè)器的故障重構(gòu)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 褚丹丹;基于滑模觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器矢量控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 莫遠(yuǎn)秋;基于滑模觀測(cè)器的高速永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 張亞培;基于滑膜觀測(cè)器的船舶永磁推進(jìn)電機(jī)矢量控制研究[D];大連海事大學(xué);2015年

4 王平羽;基于滑模觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)矢量控制研究[D];大連理工大學(xué);2015年

5 孫耀程;基于滑模觀測(cè)器的PMSM無(wú)位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

6 張旭;基于無(wú)傳感器的PMSM觀測(cè)器矢量控制策略研究[D];東北石油大學(xué);2015年

7 虞志源;大功率高精度永磁交流伺服系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

8 鞠旋;自適應(yīng)滑模觀測(cè)器的研究與應(yīng)用[D];江南大學(xué);2011年

9 鄧超;基于改進(jìn)型滑模觀測(cè)器的直驅(qū)永磁風(fēng)電運(yùn)行控制研究[D];湖南大學(xué);2013年

10 陳彥坤;永磁同步電機(jī)新型滑模觀測(cè)器無(wú)位置傳感器控制[D];天津大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1127222