本文關(guān)鍵詞：雙電機(jī)齒輪同步驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩均衡控制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：雙電機(jī)齒輪同步驅(qū)動系統(tǒng)可以在減小系統(tǒng)體積的基礎(chǔ)上增大輸出轉(zhuǎn)矩,廣泛地應(yīng)用于大功率、低轉(zhuǎn)速的工業(yè)領(lǐng)域。但是,齒輪傳動屬于硬軸剛性連接,兩臺電機(jī)強(qiáng)制同步；若負(fù)載一定,兩臺驅(qū)動電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩呈“此消彼長”的耦合關(guān)系。由于電機(jī)軸的剛度不同、齒輪的潤滑程度不同以及齒輪嚙合未知的偏差,容易引起電機(jī)出力不均,即輸出轉(zhuǎn)矩不平衡。以雙永磁同步電機(jī)齒輪傳動系統(tǒng)為研究對象,系統(tǒng)中的傳動部件采用鋼制圓柱直齒輪,兩臺電機(jī)各自連接一個小齒輪并與負(fù)載端的大齒輪嚙合,從而實(shí)現(xiàn)共同驅(qū)動負(fù)載。當(dāng)兩臺電機(jī)上的齒輪剛度出現(xiàn)不一致時,會出現(xiàn)兩個小齒輪應(yīng)力不一致,分配得到的負(fù)載不均。由于此類系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)速恒定,所以,動態(tài)反應(yīng)時間,由于轉(zhuǎn)速外環(huán)的作用,電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩要去平衡負(fù)載轉(zhuǎn)矩,以保證轉(zhuǎn)速的跟蹤性能,從而造成輸出轉(zhuǎn)矩不平衡,甚至存在某臺電機(jī)過載的問題。針對上述問題,本文首先研究了影響圓柱直齒輪剛度的因素,并對傳統(tǒng)雙PI并行控制策略的控制原理和現(xiàn)存問題進(jìn)行詳細(xì)分析。分析表明,雙PI并行控制策略下的雙電機(jī)齒輪同步驅(qū)動系統(tǒng)在一定程度的上可以較好地保證系統(tǒng)轉(zhuǎn)速同步,但是當(dāng)出現(xiàn)齒輪剛度不一致時,仍存在輸出轉(zhuǎn)矩不平衡,故本文提出了基于交叉耦合思想的轉(zhuǎn)矩均衡控制策略。設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)矩同步控制器將兩臺電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制器作為一個整體,在交叉反饋的基礎(chǔ)上,通過設(shè)定耦合同步系數(shù)對各臺電機(jī)的參考轉(zhuǎn)矩分別進(jìn)行補(bǔ)償,從而控制輸出轉(zhuǎn)矩均衡。本文推導(dǎo)了轉(zhuǎn)矩均衡控制系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù),由赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù),對系統(tǒng)穩(wěn)定性做了分析并對耦合同步系數(shù)進(jìn)行初步約束；同時,定義了轉(zhuǎn)矩波動幅度評價因子,詳細(xì)分析了耦合同步系數(shù)對系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩同步性能和轉(zhuǎn)矩波動幅度的影響,對耦合同步系數(shù)進(jìn)一步約束。搭建了系統(tǒng)仿真模型及雙永磁同步電機(jī)齒輪傳動系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)平臺,分別對傳統(tǒng)雙PI并行控制策略和轉(zhuǎn)矩均衡控制策略進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)分析,結(jié)果表明,轉(zhuǎn)矩均衡控制策略能夠在保證系統(tǒng)動態(tài)性能的基礎(chǔ)上,大大降低轉(zhuǎn)矩同步誤差,保證系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩雙同步,降低單臺電機(jī)過載風(fēng)險(xiǎn)。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 齒輪傳動 同步控制器 耦合同步系數(shù) 轉(zhuǎn)矩均衡
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 課題研究背景與意義8-9
• 1.2 雙電機(jī)齒輪同步驅(qū)動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 齒輪傳動模型9-12
• 1.2.2 同步控制策略12-16
• 1.3 本文主要內(nèi)容16-18
• 第二章 雙永磁同步電機(jī)齒輪傳動系統(tǒng)建模與傳統(tǒng)控制策略18-32
• 2.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型18-22
• 2.2 系統(tǒng)工作原理22-24
• 2.3 轉(zhuǎn)矩不平衡分析24-25
• 2.4 傳統(tǒng)雙PI并行控制25-26
• 2.4.1 控制結(jié)構(gòu)與控制原理25-26
• 2.4.2 現(xiàn)存問題26
• 2.5 仿真分析26-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 雙電機(jī)齒輪同步驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩均衡控制32-46
• 3.1 轉(zhuǎn)矩均衡控制系統(tǒng)32-36
• 3.1.1 控制結(jié)構(gòu)與控制原理32-33
• 3.1.2 同步系數(shù)取值雙重約束33-36
• 3.2 控制性能分析36-37
• 3.3 仿真對比分析37-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 雙電機(jī)齒輪同步驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩均衡控制策略實(shí)驗(yàn)研究46-60
• 4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)46-49
• 4.1.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)46-47
• 4.1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)47-49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置49-50
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析50-58
• 4.3.1 傳統(tǒng)雙PI并行控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果50-53
• 4.3.2 轉(zhuǎn)矩均衡控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果與對比分析53-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 發(fā)表論文和科研情況說明68-70
• 致謝70

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