本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)交流伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展,中國(guó)被國(guó)際社會(huì)稱(chēng)為“世界工廠”,再加之伺服控制系統(tǒng)在制造業(yè)中重要的地位,國(guó)內(nèi)已有大量的工科院校、自動(dòng)化研究所以及相關(guān)企業(yè)致力于伺服控制系統(tǒng)的研究。永磁同步電機(jī)由于其自身優(yōu)越的性能,相對(duì)低廉的價(jià)格逐漸作為被控對(duì)象成為伺服系統(tǒng)中的主力軍。從研究的起步至今,雖然我國(guó)在這一領(lǐng)域的技術(shù)愈來(lái)愈成熟,但是相比歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家還是有明顯的差距,為了追隨發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步,這要求更多的從業(yè)人員投身于該領(lǐng)域的研究當(dāng)中。性能優(yōu)越的伺服系統(tǒng)不僅在制造業(yè),甚至是國(guó)防、航空航天均意義重大。針對(duì)這一情況,本文首先分析了歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,并結(jié)合國(guó)內(nèi)研究的情況,初步確定了本文的研究方向；接著建立了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了詳細(xì)的分析,從而確定本系統(tǒng)的控制策略(矢量控制),根據(jù)矢量控制的基本原理,結(jié)合數(shù)學(xué)坐標(biāo)變換(Clark、Park等)給出了系統(tǒng)矢量控制的總體方案；隨后詳細(xì)的介紹了對(duì)矢量控制能否成功實(shí)現(xiàn)起決定性作用的SVPWM的原理及其調(diào)制方法；為了提高系統(tǒng)的控制精度,設(shè)計(jì)了模糊自適應(yīng)PI控制器完成對(duì)系統(tǒng)的三閉環(huán)控制；之后完成了系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì),主要包括系統(tǒng)核心控制板、主功率電路的設(shè)計(jì)以及初始化主程序、中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì),并且在Simulink中對(duì)系統(tǒng)各設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了方案的正確性；最后,根據(jù)設(shè)計(jì)方案,搭建交流伺服控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并且進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的永磁同步電機(jī)交流伺服控制系統(tǒng)跟蹤精度高,響應(yīng)速度快且運(yùn)行平穩(wěn),具有良好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 矢量控制策略 伺服控制系統(tǒng) 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM341;TM921.541
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 伺服系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10
• 1.3 伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)10-11
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排11-13
• 2 永磁同步電機(jī)矢量控制策略13-24
• 2.1 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)13
• 2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型13-17
• 2.2.1 電機(jī)的坐標(biāo)系13-14
• 2.2.2 ABC坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型14-15
• 2.2.3 dq坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型15-17
• 2.3 矢量控制策略17-19
• 2.3.1 矢量控制的基本原理17
• 2.3.2 矢量控制的方式17-19
• 2.4 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)19-22
• 2.4.1 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)原理19
• 2.4.2 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)19-22
• 2.5 本章小結(jié)22-24
• 3 伺服系統(tǒng)數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)24-39
• 3.1 PID控制策略24-26
• 3.1.1 經(jīng)典PID控制原理24-25
• 3.1.2 數(shù)字PID控制策略25-26
• 3.1.3 PID控制器參數(shù)整定26
• 3.2 模糊邏輯理論及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法26-31
• 3.2.1 模糊邏輯理論(Fuzzy Theory)26-28
• 3.2.2 模糊控制系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法28-31
• 3.3 模糊自適應(yīng)PI控制器設(shè)計(jì)及仿真實(shí)驗(yàn)31-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 4 永磁同步電機(jī)交流伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-56
• 4.1 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)39
• 4.2 TMS320F2812主控芯片簡(jiǎn)介39-41
• 4.3 系統(tǒng)核心控制電路設(shè)計(jì)41-45
• 4.3.1 系統(tǒng)核心控制電路總體結(jié)構(gòu)41
• 4.3.2 電源電路41-42
• 4.3.3 外擴(kuò)RAM電路42-43
• 4.3.4 復(fù)位與晶振電路43-44
• 4.3.5 仿真接口電路(JTAG)44
• 4.3.6 串口通信電路(Serial Communication Interface)44-45
• 4.4 主功率電路45-50
• 4.4.1 主功率電路總體結(jié)構(gòu)45-46
• 4.4.2 整流濾波電路46
• 4.4.3 逆變電路46-48
• 4.4.4 光耦隔離電路48-49
• 4.4.5 制動(dòng)電路49
• 4.4.6 輔助電源電路49-50
• 4.5 檢測(cè)電路設(shè)計(jì)50-52
• 4.5.1 電流檢測(cè)電路50-51
• 4.5.2 位置及速度檢測(cè)電路51-52
• 4.6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)52-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 5 系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)56-66
• 5.1 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的仿真實(shí)驗(yàn)56-59
• 5.2 系統(tǒng)整體仿真結(jié)果及分析59-65
• 5.2.1 空載減速仿真實(shí)驗(yàn)62-63
• 5.2.2 突加負(fù)載仿真實(shí)驗(yàn)63-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 6 系統(tǒng)的調(diào)試及實(shí)驗(yàn)66-72
• 6.1 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析66-71
• 6.2 本章小結(jié)71-72
• 7 總結(jié)與展望72-75
• 7.1 總結(jié)72-73
• 7.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文77-78
• 致謝78-80

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