本文關(guān)鍵詞：大功率EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

  更多相關(guān)文章： EMA 永磁同步電機(jī) BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) DSP 伺服驅(qū)動(dòng)

【摘要】：EMA是一種通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的機(jī)電一體化作動(dòng)器。相比于傳統(tǒng)液壓作動(dòng)器,EMA具有體積小、重量輕、效率高、可靠性高等優(yōu)勢。隨著飛機(jī)向全電化方向發(fā)展,EMA將在航空領(lǐng)域扮演更加重要的角色,它和EHA將逐步取代傳統(tǒng)的集中式液壓作動(dòng)器。本文設(shè)計(jì)了一套大功率、全數(shù)字化的EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并試制了原理性樣機(jī)。本文首先對EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),分別建立了永磁同步電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)部分及系統(tǒng)閉環(huán)控制的數(shù)學(xué)模型,完成了整個(gè)EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模。然后,結(jié)合智能控制理論,將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于EMA系統(tǒng)速度環(huán)的PI控制器參數(shù)調(diào)節(jié),對EMA系統(tǒng)進(jìn)行速度環(huán)和位置環(huán)仿真,驗(yàn)證方案的可行性及優(yōu)越性。其次,以IPM為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng)的功率電路,以TMS230F28335 DSP為控制核心設(shè)計(jì)了全數(shù)字控制電路,完成了整個(gè)EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)。然后,以EMA系統(tǒng)硬件平臺(tái)為基礎(chǔ),結(jié)合使用需求,設(shè)計(jì)編寫了軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本功能。最后通過試驗(yàn),對本文設(shè)計(jì)的EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理性樣機(jī)進(jìn)試驗(yàn),驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。
【關(guān)鍵詞】：EMA 永磁同步電機(jī) BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) DSP 伺服驅(qū)動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V241
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 縮略詞13-14
• 1 緒論14-20
• 1.1 課題研究的背景和意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢15-17
• 1.3 EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)17-19
• 1.3.1 電機(jī)技術(shù)17
• 1.3.2 功率半導(dǎo)體技術(shù)17-18
• 1.3.3 機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)18
• 1.3.4 數(shù)字伺服技術(shù)18-19
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 2 EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制模型研究20-34
• 2.1 EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模型總體設(shè)計(jì)20
• 2.2 永磁同步電機(jī)模型及其控制策略20-27
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)原理及結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.2.3 矢量控制策略23-24
• 2.2.4 空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）技術(shù)24-27
• 2.3 EMA系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)模型27-29
• 2.4 EMA系統(tǒng)閉環(huán)控制模型設(shè)計(jì)29-33
• 2.4.1 電流環(huán)設(shè)計(jì)30-31
• 2.4.2 速度環(huán)設(shè)計(jì)31-32
• 2.4.3 位置環(huán)設(shè)計(jì)32-33
• 2.4.4 EMA系統(tǒng)閉環(huán)控制模型33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的EMA伺服控制研究34-42
• 3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型與學(xué)習(xí)算法34-35
• 3.2 基于BP-PI的EMA系統(tǒng)速度伺服控制35-39
• 3.2.1 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PI控制器結(jié)構(gòu)35-38
• 3.2.2 BP-PI調(diào)節(jié)器在EMA速度伺服中的應(yīng)用38-39
• 3.3 EMA系統(tǒng)仿真與分析39-41
• 3.3.1 EMA速度伺服仿真40
• 3.3.2 EMA位置伺服仿真40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4 EMA伺服系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)42-64
• 4.1 EMA伺服系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)42-43
• 4.1.1 EMA伺服驅(qū)動(dòng)器硬件需求分析42
• 4.1.2 EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42-43
• 4.2 EMA伺服系統(tǒng)供電電路設(shè)計(jì)43-45
• 4.2.1 功率電路供電設(shè)計(jì)43-44
• 4.2.2 控制電路供電設(shè)計(jì)44-45
• 4.3 EMA伺服系統(tǒng)功率電路設(shè)計(jì)45-51
• 4.3.1 主電路結(jié)構(gòu)45-46
• 4.3.2 逆變電路46-48
• 4.3.3 電流、電壓、溫度檢測及保護(hù)電路48-50
• 4.3.4 軟啟動(dòng)電路50-51
• 4.3.5 系統(tǒng)泄放電路51
• 4.4 系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)51-62
• 4.4.1 DSP系統(tǒng)51-53
• 4.4.2 CPLD系統(tǒng)53-55
• 4.4.3 旋轉(zhuǎn)變壓器解碼電路55-59
• 4.4.4 按鍵操作與顯示面板59
• 4.4.5 外圍通信電路59-62
• 4.5 硬件電路實(shí)物圖62-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 5 EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)64-78
• 5.1 EMA伺服系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)64-65
• 5.1.1 EMA系統(tǒng)的軟件需求分析64
• 5.1.2 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分64-65
• 5.2 系統(tǒng)主程序65-66
• 5.3 ePWM中斷程序66-72
• 5.3.1 三相電流采樣67-68
• 5.3.2 位置、速度采樣68-69
• 5.3.3 數(shù)字PI調(diào)節(jié)器69-70
• 5.3.4 SVPWM數(shù)字實(shí)現(xiàn)70-72
• 5.4 DSP與CPLD通信程序設(shè)計(jì)72-74
• 5.5 操作面板控制程序74-75
• 5.6 外圍通信程序75
• 5.7 試驗(yàn)分析75-77
• 5.8 本章小結(jié)77-78
• 6 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 全文總結(jié)78
• 6.2 展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;高性能的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)[J];現(xiàn)代制造;2006年21期

2 高中漢;;雙伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)整方法[J];設(shè)備管理與維修;2008年12期

3 邵明濤;;伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢分析[J];機(jī)械工程師;2008年04期

4 黃岑;;Sinamics S110/S120 AC/AC單軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在排線裝置中的應(yīng)用[J];伺服控制;2011年02期

5 徐殿國;王宗培;;伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展概況[J];微電機(jī);1990年03期

6 Heinz Pilot;;新型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)[J];現(xiàn)代制造;2005年30期

7 ;展商風(fēng)采[J];伺服控制;2012年03期

8 ;Internet信息[J];低壓電器;2004年04期

9 宋春華;;伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同聯(lián)接方式的響應(yīng)[J];塑料;2011年04期

10 施菊明;華建強(qiáng);;機(jī)器人用直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)[J];電氣自動(dòng)化;1998年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張英澤;;伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用[A];全面建設(shè)小康社會(huì)：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王瑞明;交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)新型控制策略研究[D];浙江大學(xué);2005年

2 黃富長;永磁同步電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吉星宇;大功率EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

2 仲米雪;無刷直流力矩電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 于成龍;伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)控制及機(jī)電耦合分析[D];重慶大學(xué);2015年

4 任燕康;基于DSP的調(diào)速閥伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2015年

5 王力;基于FPGA永磁同步電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

6 雷武臣;交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的仿真及DSP實(shí)現(xiàn)[D];華南理工大學(xué);2014年

7 龍國浩;EMA伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

8 付彥超;基于線性霍爾的交流永磁同步電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

9 楊增啟;可重構(gòu)PMSM伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究與軟件設(shè)計(jì)[D];廣西大學(xué);2014年

10 吳俊辰;四缸同步舉升電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研制[D];杭州電子科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：783811