導(dǎo)彈舵機是飛行導(dǎo)彈飛行時姿態(tài)調(diào)整的動力機構(gòu),按照上位機發(fā)出的指令來控制舵機的舵偏角和速度,從而對導(dǎo)彈飛行姿態(tài)進行精確地控制。導(dǎo)彈舵機主要有液壓舵機,氣動舵機以及電動舵機這三種,電動舵機由于它具有體積小重量輕,響應(yīng)速度快,可靠性高等優(yōu)點,已經(jīng)逐漸取代其他兩種舵機,目前電動舵機主要由無刷直流電機和傳動機構(gòu)組成,但是無刷直流存在電機轉(zhuǎn)矩脈動大的問題,傳動機構(gòu)也會帶來功率損耗效率降低的問題,會影響其在舵機系統(tǒng)中的大范圍推廣,因此本文提出結(jié)合FOC(Field-Oriented Control,磁場定向控制)矢量控制算法,使用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機,設(shè)計一款抗沖擊快響應(yīng)直驅(qū)式導(dǎo)彈舵機系統(tǒng),實現(xiàn)導(dǎo)彈舵機快速地調(diào)速控制。論文首先簡單介紹了永磁同步電機的分類及其數(shù)學(xué)模型,針對表貼式永磁同步電機數(shù)學(xué)模型,介紹了FOC矢量控制算法以及轉(zhuǎn)速外環(huán)PI(Proportion Integral,PI)控制器以及電流內(nèi)環(huán)PI控制器參數(shù)整定方法,并根據(jù)兩種PI控制器參數(shù)整定方法的需要,測量和估計團隊設(shè)計的外轉(zhuǎn)子永磁同步電機的相關(guān)參數(shù),接著在Matlab/Simulink軟件中,搭建其仿真模型,驗證PI控制器參數(shù)整定和算法的合理性。接著針對電機尺寸,介紹了電動舵機硬件電路系統(tǒng)的電源電路,功率電路及其驅(qū)動電路,三相電流采樣電路,角位置檢測電路,MCU及其外圍電路的設(shè)計過程;重點介紹了現(xiàn)有電機尺寸和結(jié)構(gòu)下,角位置傳感器的選型過程以及兩種磁編碼器測量原理及其安裝過程。隨后設(shè)計了一套基于XMC1302平臺的FOC矢量控制軟件系統(tǒng),詳細介紹了其軟件開發(fā)環(huán)境,DAVE3中App配置過程以及主程序,中斷程序,FOC子程序,PI控制器子程序,電機啟動子程序的設(shè)計流程。在完成包括電機的硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件程序編寫的基礎(chǔ)上,對導(dǎo)彈舵機系統(tǒng)進行了機械方面和電氣方面的測試,證明整個舵機系統(tǒng)在承受巨大沖擊力后仍可以穩(wěn)定運行和快速地調(diào)速,滿足舵機系統(tǒng)的基本要求。最后對所做工作進行總結(jié)和對未來工作進行規(guī)劃。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TJ765;TM341
【部分圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文2.4.1 電機相關(guān)參數(shù)測量在前面分析中，轉(zhuǎn)速外環(huán) PI 控制器和電流內(nèi)環(huán)控制器參數(shù)整定，需要知道定子相電阻 R，dq 軸電感 Ld、Lq，以及電機的轉(zhuǎn)動慣量 J。此外，根據(jù)圖 2-3 與圖 2-4 搭建的仿真模型如圖 2-5 所示。

Matlab/Simulink中永磁同步電機參數(shù)設(shè)置框

iA和iB以及iC波形

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本文編號：2834004