二維轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)系統(tǒng)以及軍事裝備中。有著高精度、小型化與輕量化的設(shè)計(jì)需求。目前,空間二維轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)普遍采用無刷直流電機(jī)通過齒輪減速實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng),由于無刷直流電機(jī)具有力矩波動(dòng)大、控制精度較低等問題以及齒輪傳動(dòng)存在齒隙非線性問題,會(huì)對(duì)空間二維轉(zhuǎn)臺(tái)的整體控制性能產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)機(jī)械消隙方式存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差等缺點(diǎn)。針對(duì)上述問題,本文設(shè)計(jì)一款基于雙永磁同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)消除齒隙的空間二維轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng),以滿足高精度、小型化與輕量化的設(shè)計(jì)需求。首先,設(shè)計(jì)雙電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)方案。建立了基于齒輪傳動(dòng)間隙的雙電機(jī)系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型與控制模型。針對(duì)齒隙非線性問題,設(shè)計(jì)了雙電機(jī)系統(tǒng)力矩控制算法;針對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)單速度環(huán)控制結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)單速度環(huán)速度反饋控制算法。將具有非線性特性的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為線性的系統(tǒng)進(jìn)行控制。建立了轉(zhuǎn)臺(tái)雙電機(jī)系統(tǒng)的控制模型,利用仿真驗(yàn)證了線性化控制算法的有效性。其次,針對(duì)二維轉(zhuǎn)臺(tái)的具體參數(shù)要求,對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了規(guī)劃,確定了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案,建立了空間二維轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)三維模型。并針對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo),對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)控制器硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)劃。針對(duì)系統(tǒng)主要傳動(dòng)構(gòu)件,進(jìn)行了力學(xué)仿真分析,驗(yàn)證雙電機(jī)系統(tǒng)較單電機(jī)系統(tǒng)具有...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 齒輪消隙的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 伺服電機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 雙電機(jī)系統(tǒng)控制方案的研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 雙電機(jī)控制系統(tǒng)的線性化控制算法研究
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立
        2.2.1 無齒隙動(dòng)力學(xué)模型
        2.2.2 齒隙非線性模型的引入
    2.3 系統(tǒng)控制模型的建立與分析
    2.4 雙電機(jī)控制系統(tǒng)非線性特性的線性化算法研究
        2.4.1 基于雙輸入單輸出解耦的電機(jī)力矩控制算法研究
        2.4.2 非線性速度反饋的解耦控制算法研究
    2.5 控制方案仿真分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 二維轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
    3.1 引言
    3.2 轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)指標(biāo)分析與結(jié)構(gòu)規(guī)劃
    3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)力學(xué)分析
        3.3.1 齒輪力學(xué)分析
        3.3.2 輸出軸力學(xué)分析
    3.4 硬件電路設(shè)計(jì)
        3.4.1 控制器電路的設(shè)計(jì)
        3.4.2 位置傳感器的選擇
    3.5 本章小結(jié)
第4章 高精度小型化電機(jī)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 電機(jī)指標(biāo)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.3 電機(jī)性能分析
        4.3.1 電磁場(chǎng)仿真分析
        4.3.2 溫度場(chǎng)仿真分析
    4.4 復(fù)合控制策略分析與設(shè)計(jì)
        4.4.1 控制方案設(shè)計(jì)
        4.4.2 控制仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 二維轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析
    5.1 引言
    5.2 轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建及硬件調(diào)試
    5.3 雙電機(jī)系統(tǒng)調(diào)試實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 電流環(huán)調(diào)試實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 速度環(huán)調(diào)試實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 定位精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3822791