隨著工業(yè)4.0的提出,我國的制造業(yè)和物流行業(yè)的發(fā)展速度更加迅速,使得自動導引車(AGV)在工業(yè)發(fā)展中扮演的角色越來越重要。AGV工業(yè)機器人的核心部分是驅(qū)動控制系統(tǒng),高性能的控制系統(tǒng)是保證AGV安全穩(wěn)定運行的前提條件。永磁同步電機(PMSM)以其優(yōu)良的控制特性成為了本控制系統(tǒng)驅(qū)動電機的首選,本文以表貼式永磁同步電機(SPMSM)為控制對象,分別從硬件、控制算法和軟件著手,設(shè)計了一套基于STM32的AGV專用的永磁同步電機驅(qū)動控制系統(tǒng),最后對該系統(tǒng)進行了仿真和實驗驗證。首先,本文對永磁同步電機交流伺服系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和AGV機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及前景進行了闡述,介紹了永磁同步電機幾種常見的結(jié)構(gòu)和各自的應(yīng)用場合。并在相關(guān)假設(shè)條件下,詳細介紹了坐標變換原理。通過分析比較幾種常見的永磁同步電機矢量控制策略后確定了_di(28)0的控制方式。其次,重點研究了將分數(shù)階控制理論應(yīng)用到永磁同步電機速度控制系統(tǒng)中的問題;以分數(shù)階控制理論為基礎(chǔ),設(shè)計了基于頻域法的分數(shù)階PI~?速度控制器。以改進型的Oustaloup濾波器法對分數(shù)階微分算子s~?進行整數(shù)階逼近,在Matlab/Simulink環(huán)境下分別建立了基于分數(shù)階PI~?速度控制器的SPMSM控制系統(tǒng)的仿真模型和基于傳統(tǒng)PI速度控制器的SPMSM控制系統(tǒng)的仿真模型,并在系統(tǒng)空載、轉(zhuǎn)速突變和恒載加速三種不同的工況下進行了仿真對比,仿真結(jié)果表明分數(shù)階PI~?控制器下的系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能更好,魯棒性更強。最后,以意法半導體公司的STM32F103ZET6控制器作為本控制系統(tǒng)的主控芯片,完成了AGV工業(yè)機器人專用的永磁同步電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計,并在此基礎(chǔ)上搭建了實驗平臺。在搭建的實驗平臺上完成了一系列的相關(guān)實驗,實驗結(jié)果證明了本課題所設(shè)計的永磁同步電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和本文所提出的控制算法的優(yōu)越性。
【學位單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM341;TP273
【部分圖文】：

[( )/ ]001( ) lim ( 1) ( )jt a ha thjαD f t f t jhhj 1)jj 為函數(shù)(1 z) 的多項式系數(shù)。數(shù)階微積分公式的定義積分公式的定義為：-11( ) ( ) ( )d( )ta taD f t t f ，且一般情況下令 a 0，這時微分記號可以簡寫為 D界， t 表示積分的上界。另外， ( )為 Gamma 函數(shù)，n 可以取值為任何數(shù)，其表達式為： 10dt zz e t t 的變化如圖 3.1 所示：

1hhbd 的非有理部分可以近似成如下的形式： '1lim lim1NkNN Nk NksK s K ss 分數(shù)階微分算子的改進濾波器如下： 2 '21Nh h kk Nh kd ds b s ssb d s b s d s 極點可以寫成如下的形式：22 1'kNbkdb ，22 1kNhkbd 次為 0.6 的微分算子0.6s 為例，設(shè)區(qū)間-3 3 1 0 ,10 為感興趣的，圖 3.3 所示為傳統(tǒng)的 Oustaloup 濾波器法及其改進的方法的

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文 2c cp2 2i ic c1π π1 cos sin2 2TKT T （3.48）由式（3.44）、（3.47）和（3.48）三個方程，可以非常方便地解出分數(shù)階PI 控制器的三個控制參數(shù)pK 、iT 和 。其具體設(shè)計步驟如下：（1）確定截止頻率和相位穩(wěn)定裕度本文設(shè)定截止頻率為c 150rad s，相位穩(wěn)定裕度m 65。

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