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《電子科技大學(xué)》 2012年

永磁同步電機控制策略研究及數(shù)控機床伺服系統(tǒng)優(yōu)化

郝康琦  

【摘要】：伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機床的一個重要組成部分，其性能直接決定了機床加工性能的優(yōu)劣。永磁同步電機伺服系統(tǒng)是目前數(shù)控機床普遍采用的高性能進給伺服系統(tǒng)，其核心部分是伺服驅(qū)動器所實現(xiàn)對電機速度和轉(zhuǎn)矩（電流）的控制，且轉(zhuǎn)矩控制更關(guān)鍵。為了能夠深入了解和掌握機床伺服驅(qū)動方法，也為給研究直接驅(qū)動方式的永磁直線電機和力矩電機等的控制提供方法論依據(jù)，本文首先對目前采用的永磁同步電機伺服驅(qū)動系統(tǒng)的控制策略和方法進行了研究。在建立永磁同步電機動態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹和分析了目前普遍使用的矢量控制的伺服控制方法原理和特點，，并對id=0控制方式進行了Matlab仿真建模分析，驗證了這種控制策略的有效性。 基于直接轉(zhuǎn)矩控制的成熟伺服產(chǎn)品所見不多，這種控制策略是目前電機控制領(lǐng)域眾多學(xué)者研究的熱點之一。本文在對直接轉(zhuǎn)矩控制原理深入分析的基礎(chǔ)上，對這種方法進行了研究。根據(jù)這種控制存在的轉(zhuǎn)矩波動大、逆變器開關(guān)頻率不恒定等問題，提出采用零矢量和空間矢量調(diào)制（SVM）進行改進。針對預(yù)測磁鏈的SVM-DTC方法，認(rèn)為該方法中計算磁鏈位置角變化量時不考慮轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)和考慮轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)兩種情況下引起的轉(zhuǎn)矩角變化量可能對系統(tǒng)性能造成影響，并針對這幾種控制方式分別構(gòu)建Matlab/Simulink永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)模型。仿真實驗驗證了這些控制方法在減小轉(zhuǎn)矩脈動上的顯著作用，并表明SVM-DTC中考慮轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化比不考慮轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的預(yù)測磁鏈模型控制更加準(zhǔn)確。 在國內(nèi)數(shù)控機床應(yīng)用的伺服產(chǎn)品大多依賴進口的背景下，本文在前面研究的基礎(chǔ)上探討了提高機床進給伺服系統(tǒng)性能的伺服驅(qū)動優(yōu)化方法。立足于某臥式加工中心，針對數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)采用的FANUC驅(qū)動控制系統(tǒng)，采用實驗方法，利用FANUC伺服系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化調(diào)整軟件Servo-Guide和機床循圓誤差測量器件球桿儀Ball Bar，測量速度環(huán)、位置環(huán)重要伺服參數(shù)調(diào)整后的機床性能變化，分析總結(jié)出了部分伺服參數(shù)優(yōu)化的一般方式方法，為機床廠實際的伺服優(yōu)化工作提供可行的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TG659
【目錄】：

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10 李春艷;基于變磁阻磁場調(diào)節(jié)機理的永磁同步電機研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張杰;永磁同步電機伺服系統(tǒng)矢量控制的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 繆禮鋒;永磁同步伺服系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

3 于中偉;基于直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁同步電機伺服系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

4 肖石偉;基于自適應(yīng)模糊的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制[D];華南理工大學(xué);2010年

5 王銘;雙三相永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制的研究[D];湖南大學(xué);2010年

6 肖夢;車用電機控制器的開發(fā)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

7 高玉穎;驅(qū)動電動車的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

8 周麗娜;永磁同步電機自適應(yīng)模糊控制的設(shè)計與分析[D];大連海事大學(xué);2010年

9 肖楊柳;基于模糊控制的永磁同步電機無位置傳感器驅(qū)動系統(tǒng)[D];湖南大學(xué);2010年

10 黃盟芝;永磁同步電機無傳感器矢量控制系統(tǒng)研究[D];青島科技大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機控制策略研究及仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：243857