【摘要】：隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，高精度運動平臺在精密制造、檢測等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。高精密運動平臺對于定位精度、速度和加速度等方面性能要求越來越高，這些都對平臺的設(shè)計和運動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提出了更大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的“伺服電機加滾珠絲杠”驅(qū)動結(jié)構(gòu)已難以滿足要求，而直線電機伺服系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，更能滿足高速、高加速度的場合。本研究針對直線電機伺服系統(tǒng)非線性、參數(shù)攝動性、負(fù)載擾動等缺點，同時結(jié)合滑模變結(jié)構(gòu)控制器對參數(shù)變化和擾動不靈敏的特點，設(shè)計了一種趨近律滑模變結(jié)構(gòu)控制器，通過仿真和實驗表明，控制器能有效提高伺服系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性，系統(tǒng)具有良好的控制效果。 本文首先對永磁同步直線電機的結(jié)構(gòu)和工作原理進行系統(tǒng)分析，然后根據(jù)坐標(biāo)變換法建立了系統(tǒng)在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。進而研究分析了SVPWM矢量控制技術(shù)的原理及實現(xiàn)方法。最后通過矢量控制策略在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立直線電機矢量調(diào)速系統(tǒng)仿真模型。 其次，結(jié)合滑�？刂破鞯脑O(shè)計原理和方法設(shè)計了適用于直線電機伺服系統(tǒng)的趨近率滑模變結(jié)構(gòu)控制器，并對伺服系統(tǒng)速度環(huán)和位置環(huán)的仿真研究，仿真表明滑�？刂破飨啾葌鹘y(tǒng)PID控制器快速響應(yīng)強、魯棒性好和抗干擾能力強等特性。 最后，在龍門雙驅(qū)直線電機運動平臺上開展系統(tǒng)實驗對滑�？刂破餍阅苓M行驗證。首先對整個運動平臺的結(jié)構(gòu)和原理進行介紹，并在MechaWare運動控制工具箱中對滑�？刂破髂Ｐ瓦M行建立，，加載入運動控制卡進行實驗驗證。最終通過對系統(tǒng)開展的一系列實驗結(jié)果表明：直線電機伺服控制系統(tǒng)在滑模變結(jié)構(gòu)控制器作用下動態(tài)響應(yīng)迅速、系統(tǒng)無超調(diào)、魯棒性強，具有很好的動、靜態(tài)性能。
【圖文】：

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2-0.200.20.40.60.811.2t/sv/(m/s)圖 3.7 PID 控制下突加擾動速度響應(yīng)曲線0.099 0.1 0.101 0.102 0.103 0.1040.970.9750.980.9850.990.99511.0051.01t/s

圖 4.1 平臺三維結(jié)構(gòu)示意圖實驗平臺控制系統(tǒng)原理平臺控制系統(tǒng)選用 SynqNet 控制總線進行通訊。SynqNet 網(wǎng)絡(luò)主線纜將節(jié)點與控制卡相連，每個驅(qū)動器都是作為整個網(wǎng)絡(luò)中的上位機數(shù)據(jù)包從控制卡發(fā)往各個節(jié)點，每個節(jié)點捕獲各自的數(shù)個節(jié)點傳遞不屬于自己的數(shù)據(jù)包，與此同時，數(shù)據(jù)包又從各節(jié)形成閉合環(huán)路。SynqNet 控制總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 4.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：中國計量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM359.4

【參考文獻】

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本文編號：2585148