本文關鍵詞：EMA伺服驅動系統(tǒng)控制技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機電作動器(Electro-Mechanical Actuator,EMA)是應用于航空領域的一種新型伺服作動器,相比傳統(tǒng)液壓作動器具有更好的伺服性能和可靠性,是未來飛機作動器的一個發(fā)展趨勢。本文設計了一套EMA伺服驅動系統(tǒng),選取永磁同步電機直接驅動滾柱絲杠的作動方案,設計基于DSP的全數(shù)字化軟硬件平臺,并重點對系統(tǒng)控制技術進行了研究。本文首先介紹了EMA伺服驅動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及其關鍵技術,建立永磁同步電機的數(shù)學模型,詳細介紹了SVPWM技術的原理和實現(xiàn),在電機矢量控制基礎上建立系統(tǒng)控制模型,運用傳統(tǒng)PID控制進行電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的工程設計。以DSP F28335為控制核心,以IPM為功率電路設計系統(tǒng)全數(shù)字化硬件電路平臺;介紹了系統(tǒng)軟件設計,分析了系統(tǒng)軟件結構及重要子程序的功能等。針對系統(tǒng)參數(shù)變化時伺服性能降低的情況,提出了更復雜的控制策略,通過辨識系統(tǒng)參數(shù)進行自校正控制。研究了系統(tǒng)電氣參數(shù)和機械參數(shù)的辨識,利用辨識的轉動慣量值在線對速度控制器進行調整,實現(xiàn)系統(tǒng)速度環(huán)的自校正控制。這種方法根據(jù)機械參數(shù)的變化校正控制器,提高了系統(tǒng)伺服性能。通過Matlab中的電氣系統(tǒng)工具箱建立系統(tǒng)物理模型,仿真實現(xiàn)EMA系統(tǒng)基本功能,研究了系統(tǒng)不同伺服指令下的動靜態(tài)特性,在此基礎上驗證了參數(shù)辨識方法和自校正控制的可行性和有效性。
【關鍵詞】：EMA 永磁同步電機 DSP 參數(shù)辨識 自校正控制
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V249
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題研究的背景和意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢12-14
• 1.3 EMA伺服驅動系統(tǒng)關鍵技術14-17
• 1.3.1 EMA硬件平臺技術14-15
• 1.3.2 EMA系統(tǒng)控制技術15-17
• 1.4 本文主要研究內容17-18
• 第二章 EMA控制系統(tǒng)建模和設計18-29
• 2.1 永磁同步電機數(shù)學模型18-20
• 2.1.1 永磁同步電機基本數(shù)學模型18-19
• 2.1.2 永磁同步電機坐標變換及其矢量控制19-20
• 2.2 空間矢量脈寬調制算法原理及其實現(xiàn)20-23
• 2.2.1 SVPWM原理20-22
• 2.2.2 SVPWM軟件實現(xiàn)22-23
• 2.3 系統(tǒng)控制模型設計23-28
• 2.3.1 EMA伺服驅動系統(tǒng)控制模型建立23-24
• 2.3.2 電流環(huán)設計24-25
• 2.3.3 速度環(huán)設計25-27
• 2.3.4 位置環(huán)設計27-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第三章 EMA伺服驅動系統(tǒng)硬件電路設計29-44
• 3.1 EMA系統(tǒng)硬件結構29-30
• 3.2 系統(tǒng)控制電路設計30-38
• 3.2.1 DSP最小系統(tǒng)30-32
• 3.2.2 CPLD電路32
• 3.2.3 檢測保護電路32-36
• 3.2.4 控制信號輸入輸出及通信模塊電路36-38
• 3.3 功率電路設計38-42
• 3.3.1 系統(tǒng)電氣回路38-40
• 3.3.2 IPM智能功率模塊及其接口電路40-42
• 3.4 系統(tǒng)其它外圍電路設計42-43
• 3.4.1 按鍵顯示電路42
• 3.4.2 電流電壓采樣電路42-43
• 3.5 本章小結43-44
• 第四章 EMA伺服驅動系統(tǒng)軟件設計44-49
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境及編程方法44
• 4.2 程序功能分析44-48
• 4.2.1 系統(tǒng)主程序44-45
• 4.2.2 主中斷程序45-46
• 4.2.3 采樣反饋子程序46-48
• 4.3 軟件調試與開發(fā)48
• 4.4 本章小結48-49
• 第五章 EMA伺服驅動系統(tǒng)控制策略研究49-63
• 5.1 參數(shù)辨識原理及辨識模型建立49-51
• 5.1.1 模型參考自適應參數(shù)辨識49-50
• 5.1.2 離散系統(tǒng)參數(shù)辨識模型設計50-51
• 5.2 轉動慣量系統(tǒng)參數(shù)辨識51-57
• 5.2.1 系統(tǒng)電氣參數(shù)離線辨識51-52
• 5.2.2 電機轉子轉動慣量辨識52-55
• 5.2.3 系統(tǒng)轉動慣量辨識55-57
• 5.3 速度環(huán)自校正控制57-60
• 5.3.1 自校正控制原理57-59
• 5.3.2 自校正控制的實現(xiàn)59-60
• 5.4 系統(tǒng)仿真與分析60-62
• 5.5 本章小結62-63
• 第六章 總結與展望63-65
• 6.1 工作總結63
• 6.2 后續(xù)工作研究展望63-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 酆勇,麻曉園;TMS320C6X DSP的C語言與匯編混合編程技術[J];計算機測量與控制;2003年09期

2 儲海燕;許剛;;基于AD2S1200的旋轉變壓器解碼電路的設計[J];科學技術與工程;2012年20期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳茂剛;矢量控制永磁同步電動機交流伺服系統(tǒng)的研究[D];浙江大學;2006年

  本文關鍵詞：EMA伺服驅動系統(tǒng)控制技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：468185