智能制造業(yè)精密部件的加工依賴于先進的數(shù)控機床,而數(shù)控機床的核心之一是伺服系統(tǒng)。目前,高性能伺服系統(tǒng)的研究熱點是永磁同步電機伺服系統(tǒng),因此,本文以數(shù)控機床為工程研究背景,以永磁同步電機為具體研究對象。通過永磁同步電機的數(shù)學模型,構(gòu)建其矢量控制系統(tǒng),通過對轉(zhuǎn)速環(huán)控制方法、電流環(huán)控制方法,無速度傳感器技術(shù)的研究,提高伺服系統(tǒng)的魯棒性及系統(tǒng)控制的精度。首先,介紹伺服系統(tǒng)控制策略及控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀,隨后選取合適的坐標系建立永磁同步電機數(shù)學模型,結(jié)合電壓空間變換技術(shù)、矢量控制策略、轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)控制器,組建永磁同步電機雙閉環(huán)伺服系統(tǒng)模型。其次,設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán)控制器,利用滑模變結(jié)構(gòu)算法改善系統(tǒng)易受內(nèi)部參數(shù)攝動的問題。為改善傳統(tǒng)滑�？刂频亩墩駟栴},引入了指數(shù)趨近律和新切換函數(shù)的動態(tài)滑�？刂扑惴�。為改善動態(tài)滑模控制器的抗干擾能力,設(shè)計線性自抗擾動態(tài)滑模協(xié)調(diào)函數(shù)控制算法。再次,為進一步改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)時間方面的性能,設(shè)計自適應(yīng)滑模電流環(huán)控制器。同時設(shè)計無跡卡爾曼算法,實現(xiàn)無傳感器轉(zhuǎn)子速度的精確跟蹤。通過Matlab/Simulink仿真,驗證了此控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抗干擾性及無傳感器技術(shù)的有效性。最后,搭建DS...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的分類、特征及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 永磁同步電機伺服系統(tǒng)的控制方法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 PMSM的控制策略與控制算法
        1.3.2 PMSM無速度傳感器控制研究現(xiàn)狀
    1.4 研究的目的與意義
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)建模
    2.1 永磁同步電機結(jié)構(gòu)
    2.2 永磁同步電機數(shù)學模型
        2.2.1 PMSM的坐標變換
        2.2.2 旋轉(zhuǎn)坐標系下的PMSM數(shù)學模型
        2.2.3 靜止坐標系下的PMSM數(shù)學模型
    2.3 永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)
    2.4 電壓空間變換技術(shù)
        2.4.1 SVPWM調(diào)制
        2.4.2 SVPWM合成原理
        2.4.3 SVPWM算法的實現(xiàn)
    2.5 永磁同步電機系統(tǒng)的模型仿真
    2.6 文章小結(jié)
第3章 永磁同步電機伺服系統(tǒng)控制器設(shè)計
    3.1 速度控制器設(shè)計
        3.1.1 滑模控制理論
        3.1.2 動態(tài)滑�？刂破髟O(shè)計
        3.1.3 動態(tài)滑模與線性自抗擾協(xié)調(diào)控制器設(shè)計
    3.2 速度控制器仿真實驗
    3.3 電流環(huán)控制器設(shè)計
    3.4 雙閉環(huán)系統(tǒng)仿真實驗
    3.5 本章小結(jié)
第4章 永磁同步電機伺服系統(tǒng)無速度傳感器設(shè)計
    4.1 卡爾曼濾波原理
    4.2 無跡卡爾曼觀測器設(shè)計
    4.3 基于UKF的PMSM矢量控制系統(tǒng)仿真
    4.4 本章小結(jié)
第5章 永磁同步電機伺服系統(tǒng)實驗設(shè)計
    5.1 PMSM伺服系統(tǒng)硬件電路
        5.1.1 DSP控制芯片
        5.1.2 主控電路及電源電路
        5.1.3 電流采樣及驅(qū)動電路
    5.2 PMSM伺服系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.3 實驗驗證
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻



本文編號：3890096