本文關(guān)鍵詞：基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多電機(jī)交流伺服控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 交流伺服 直接轉(zhuǎn)矩 扇區(qū)細(xì)分 仿真 CAN

【摘要】：交流伺服以其良好的控制性能已經(jīng)逐步取代直流伺服,在高精度的控制系統(tǒng)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。交流伺服的控制方法眾多,對(duì)各種先進(jìn)控制算法的研究也進(jìn)一步推動(dòng)了交流伺服向前發(fā)展。但隨著工業(yè)的日益發(fā)展,生產(chǎn)線的日趨龐大和復(fù)雜,對(duì)各種機(jī)械性能的要求逐漸提高,只控制一臺(tái)電機(jī)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高科技發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的要求,控制多臺(tái)電機(jī)讓它們能更好地協(xié)調(diào)運(yùn)行已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的多電機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)采用集中式的并行總線控制方法,是一種集散式控制系統(tǒng)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了很多高速度、高性能的集成控制芯片,現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的加入使得交流伺服逐步走向微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化。本文研究的是將微電子技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相結(jié)合,利用CAN總線和DSP構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多電機(jī)交流伺服控制系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容包括：交流伺服控制算法的研究、CAN智能節(jié)點(diǎn)的和CAN接口卡的軟硬件設(shè)計(jì)、交流伺服控制器的軟硬件設(shè)計(jì)以及整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。在交流伺服控制算法方面,控制對(duì)象選用永磁同步電機(jī)。分析了傳統(tǒng)PMSM-DTC模型,在考慮定子電阻影響時(shí),其電壓矢量選擇在扇區(qū)分界線附近會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,導(dǎo)致控制性能變差。針對(duì)傳統(tǒng)DTC轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大和磁鏈畸形等問(wèn)題,研究扇區(qū)細(xì)分的DTC模型,以傳統(tǒng)6扇區(qū)分界線為中心再開(kāi)辟6個(gè)扇區(qū),將空間平面劃分成12扇區(qū),改進(jìn)了電壓矢量選擇表。在MATLAB/SIMULINK中對(duì)2種控制方法進(jìn)行建模并仿真,理論分析和仿真結(jié)果表明,采用扇區(qū)細(xì)分的控制方法能夠較好地抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和磁鏈畸形,改善磁鏈軌跡,具有更好的動(dòng)、靜態(tài)性能。在硬件設(shè)計(jì)方面,分別設(shè)計(jì)了CAN總線接口卡和CAN總線智能節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)。CAN總線接口卡利用TMS320LF2812的eCAN模塊和SCIA模塊構(gòu)成,負(fù)責(zé)PC機(jī)和CAN總線上的數(shù)據(jù)交換,接口卡通過(guò)USB接口連接至PC機(jī),發(fā)送PC機(jī)的控制指令到CAN網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)從網(wǎng)絡(luò)上接收反饋信息送給PC機(jī)。CAN總線智能節(jié)點(diǎn)由TMS320LF2812的eCAN模塊和事件管理器等模塊構(gòu)成,智能節(jié)點(diǎn)可以從CAN網(wǎng)絡(luò)上接收控制命令驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)運(yùn)動(dòng),還負(fù)責(zé)反饋電機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)給PC機(jī)；設(shè)計(jì)了智能節(jié)點(diǎn)中交流伺服控制器的硬件電路,包括TMS320LF2812一些外圍電路、整流和逆變電路、檢測(cè)及保護(hù)電路等。在軟件設(shè)計(jì)方面,詳細(xì)分析了CAN總線接口卡和CAN總線智能節(jié)點(diǎn)的收發(fā)過(guò)程,給出了軟件流程圖和部分實(shí)現(xiàn)代碼。介紹了交流伺服控制器的軟件設(shè)計(jì),主要包括主程序、中斷服務(wù)程序、控制算法實(shí)現(xiàn)程序。所有程序代碼均在DSP的開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS3.3 (Code Composer Studio 3.3)中通過(guò)C語(yǔ)言編程來(lái)完成,生成out文件燒錄到2812的Flash中運(yùn)行調(diào)試。最后在此基礎(chǔ)上搭建了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析、仿真結(jié)果相一致。
【關(guān)鍵詞】：交流伺服 直接轉(zhuǎn)矩 扇區(qū)細(xì)分 仿真 CAN
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM921.541
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 交流伺服技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的章節(jié)安排15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第2章 交流伺服控制系統(tǒng)研究17-39
• 2.1 永磁同步電機(jī)的物理結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.2 永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)19-26
• 2.2.1 轉(zhuǎn)矩的生成與控制19-20
• 2.2.2 電壓矢量的生成與控制20-23
• 2.2.3 傳統(tǒng)PMSM-DTC系統(tǒng)23-26
• 2.3 扇區(qū)細(xì)分的PMSM-DTC系統(tǒng)26-29
• 2.3.1 12扇區(qū)細(xì)分和電壓矢量選擇表26-28
• 2.3.2 扇區(qū)細(xì)分DTC的轉(zhuǎn)矩控制性能28-29
• 2.4 扇區(qū)細(xì)分的PMSM-DTC系統(tǒng)的仿真29-38
• 2.4.1 仿真模型的搭建29-34
• 2.4.2 仿真結(jié)果與分析34-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第3章 基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多電機(jī)交流伺服系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)39-55
• 3.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)39-40
• 3.2 CAN總線及其通信技術(shù)40-44
• 3.2.1 CAN協(xié)議的結(jié)構(gòu)模型40-41
• 3.2.2 CAN總線的幀結(jié)構(gòu)41-43
• 3.2.3 CAN總線的組網(wǎng)43-44
• 3.3 TMS320LF281244-45
• 3.4 CAN接口卡的硬件設(shè)計(jì)45-46
• 3.5 CAN智能節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)46-54
• 3.5.1 CAN通信接口電路46-48
• 3.5.2 交流伺服系統(tǒng)的硬件構(gòu)架48-49
• 3.5.3 驅(qū)動(dòng)電路49-50
• 3.5.4 DSP最小系統(tǒng)電路50-51
• 3.5.5 電源電路51-52
• 3.5.6 速度和位置檢測(cè)電路52
• 3.5.7 電流檢測(cè)與保護(hù)電路52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第4章 基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多電機(jī)交流伺服系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)55-67
• 4.1 CAN總線應(yīng)用層協(xié)議的設(shè)計(jì)55-57
• 4.2 CAN總線接口卡的軟件設(shè)計(jì)57-58
• 4.3 CAN智能節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)58-66
• 4.3.1 CAN通信接口的軟件設(shè)計(jì)58-60
• 4.3.2 交流伺服系統(tǒng)軟件總體框架60-61
• 4.3.3 主程序61-62
• 4.3.4 中斷服務(wù)程序62-63
• 4.3.5 算法控制程序63-65
• 4.3.6 SVPWM的實(shí)現(xiàn)65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析67-70
• 第6章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 未來(lái)工作的展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄76
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄76-77
• 攻讀學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)目錄77-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：836185