本文關(guān)鍵詞：基于無(wú)源性的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)高性能伺服控制研究

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【摘要】：步進(jìn)電機(jī)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,能將電脈沖信號(hào)變成直線位移或角位移的控制電機(jī),具有較高的定位精度、無(wú)位置累積誤差,驅(qū)動(dòng)電流小、功耗低、轉(zhuǎn)矩體積比大和驅(qū)動(dòng)器成本低等優(yōu)點(diǎn),在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、機(jī)床、過(guò)程控制以及機(jī)器人等工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器多采用開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式,其成本低,簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)無(wú)累積誤差,但是常常會(huì)出現(xiàn)定位精度低、響應(yīng)慢、存在共振區(qū)、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、失步堵轉(zhuǎn)、效率低等現(xiàn)象以及對(duì)應(yīng)用環(huán)境適應(yīng)性差的問(wèn)題,從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著高標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,現(xiàn)代制造工業(yè)工藝要求越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能、調(diào)速范圍和可靠性的要求也越來(lái)越高,傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式常常已經(jīng)難以滿足實(shí)際應(yīng)用要求。高性能兩相混合式步進(jìn)電機(jī)控制的研究工作可以提高該類電機(jī)的運(yùn)行性能,進(jìn)而拓寬其應(yīng)用范圍,增強(qiáng)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,適應(yīng)現(xiàn)代先進(jìn)制造工業(yè)發(fā)展的要求,因此具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。本論文將無(wú)源性控制運(yùn)用到兩相混合式步進(jìn)電機(jī)中,針對(duì)本課題的研究對(duì)象-兩相混合式步進(jìn)電機(jī),首先深入學(xué)習(xí)了該電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理,并在簡(jiǎn)化的磁網(wǎng)絡(luò)模型下,詳細(xì)推導(dǎo)并建立了兩相混合式步進(jìn)電機(jī)兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)坐標(biāo)變換,最終得到dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,重點(diǎn)推導(dǎo)和設(shè)計(jì)了在哈密爾頓模型下的基于狀態(tài)誤差模型的無(wú)源性全階速度控制器和降階位置控制器,針對(duì)實(shí)際運(yùn)行時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)未知的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)觀測(cè)器。之后,在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下搭建了該電機(jī)的仿真模型和無(wú)源性控制器,并在其環(huán)境下對(duì)比傳統(tǒng)PID控制仿真驗(yàn)證了無(wú)源性速度控制器和位置控制器的有效性。最后,在控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,完成了無(wú)源性控制在兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的速度控制和位置控制中的軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試,并對(duì)比傳統(tǒng)PID控制,驗(yàn)證并得出了無(wú)源性控制在兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的伺服控制中的魯棒性、動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性方面的有效性和優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM383.6

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1 王偉,薛峰,劉q;混合式步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算機(jī)并口控制[J];機(jī)床與液壓;2005年09期

2 范承志;孫云鵬;程士俊;;混合式步進(jìn)電機(jī)的試制與特性分析[J];微電機(jī);1986年03期

3 汪培德;;新結(jié)構(gòu)的混合式步進(jìn)電機(jī)[J];微特電機(jī);1986年03期

4 鄭曉冬;鄒鯤;孫以澤;;兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的響應(yīng)及轉(zhuǎn)速波動(dòng)[J];東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

5 董超奎;羅潤(rùn)娟;李省閣;;混合式步進(jìn)電機(jī)繞組接法與驅(qū)動(dòng)方式分析[J];微電機(jī);2012年06期

6 廖曉文;陳政石;田志波;;兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的模糊PI控制器設(shè)計(jì)[J];廣東石油化工學(xué)院學(xué)報(bào);2013年01期

7 趙劍;;混合式步進(jìn)電機(jī)的模糊數(shù)字控制系統(tǒng)研究[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2013年02期

8 王悅;余世明;;三相混合式步進(jìn)電機(jī)的模糊PI控制方法研究[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2013年06期

9 季海濤;尹建豐;包海泉;萬(wàn)麗麗;施愛(ài)博;;三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)[J];電子世界;2013年13期

10 呂建平;孔亮;曹發(fā)海;;二相混合式步進(jìn)電機(jī)的高性能驅(qū)動(dòng)器研究[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2013年09期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 季憲平;;三相混合式步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制器的研究[A];陜西省機(jī)械工程學(xué)會(huì)九屆二次理事擴(kuò)大會(huì)議論文集[C];2010年

2 季憲平;;三相混合式步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制器的研究[A];陜西第二屆數(shù)控機(jī)床及自動(dòng)化技術(shù)專家論壇論文集[C];2011年

3 徐文強(qiáng);閆劍虹;;二相混合式步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)反饋方式分析[A];'2010系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

4 鄭泰勝;柳向陽(yáng);童懷;;步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真模型[A];'99系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];1999年

5 尤波;王鵬飛;;基于L297/298芯片的混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的研制[A];2002年黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鄒乾;兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的模糊PI控制方法研究[D];浙江大學(xué);2010年

2 黎昊;仿生眼球用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D];山東大學(xué);2015年

3 陳建文;兩相冗余繞組混合式步進(jìn)電機(jī)低速力矩平穩(wěn)性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 董娜;基于DSP的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 黃慰輝;全數(shù)字三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)[D];杭州電子科技大學(xué);2015年

6 董雷;兩相混合式步進(jìn)電機(jī)高性能伺服控制研究[D];華南理工大學(xué);2016年

7 羅李娜;基于無(wú)源性的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)高性能伺服控制研究[D];華南理工大學(xué);2015年

8 鄭虎子;單片機(jī)控制混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的研究及設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2007年

9 馬祥;三相混合式步進(jìn)電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D];重慶大學(xué);2008年

10 胡靜;三相混合式步進(jìn)電機(jī)恒頻斬波恒總流驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：1301687