本文關(guān)鍵詞： 進(jìn)給伺服 永磁同步電機(jī) 模糊 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 位置環(huán)　出處：《遼寧工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：伺服產(chǎn)品在機(jī)床行業(yè)被廣泛應(yīng)用,所以機(jī)床行業(yè)的前景依賴(lài)于伺服技術(shù)的發(fā)展。目前,永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的技術(shù)愈發(fā)成熟,能夠適應(yīng)高性能的伺服驅(qū)動(dòng)要求,以永磁同步電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)裝置被廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)需要很高的位置跟蹤精度和定位精度,它在數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)中要求最高,對(duì)高性能的永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)控制策略的研究,將在很大程度上影響進(jìn)給系統(tǒng)的性能和控制效果的好壞。基于此,本文提出了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)伺服控制方法并用于機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中。首先,論文詳細(xì)介紹了機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、分類(lèi)以及對(duì)伺服電機(jī)的要求。接著從永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)出發(fā),得出了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,建立PMSM本體仿真模型,并分析了空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的原理與算法。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了PMSM磁場(chǎng)定向矢量控制仿真。然后深入研究了模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制理論,給出了模糊控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建立步驟。針對(duì)永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)非線(xiàn)性、強(qiáng)耦合、多變量和時(shí)變的特性,在永磁同步電機(jī)矢量控制的基礎(chǔ)上,提出了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略運(yùn)用在位置環(huán)上,它是一種集模糊邏輯推理、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)能力一體的混合智能控制器,并給出了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及學(xué)習(xí)算法,然后利用MATLAB仿真工具進(jìn)行不同控制策略下的位置環(huán)仿真,得出PMSM伺服系統(tǒng)位置環(huán)采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器,將具有更好的響應(yīng)速度和跟隨性能。通過(guò)理論研究和仿真結(jié)果分析后,最后進(jìn)行了基于DSP的系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì),選擇采用TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812芯片作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。其中硬件設(shè)計(jì)主要包括主電路、控制電路、位置控制模式設(shè)計(jì)和按鍵及顯示電路設(shè)計(jì);而軟件設(shè)計(jì)包括主程序、中斷子程序、SVPWM子程序和功率保護(hù)中斷子程序。在結(jié)尾部分,對(duì)通篇文章所做的工作進(jìn)行了總結(jié),進(jìn)一步給出了該課題的后續(xù)工作安排和對(duì)未來(lái)的展望。總之,基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)響應(yīng)迅速、控制精度高、穩(wěn)定性好,實(shí)現(xiàn)了高性能的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[Abstract]:Servo products are widely used in the machine tool industry, so the future of the machine tool industry depends on the development of servo technology. At present, the technology of PMSM servo system is more mature and can adapt to the requirement of high performance servo drive. The permanent magnet synchronous motor (PMSM) is widely used in the feed system of NC machine tools, which requires high position tracking accuracy and positioning accuracy, which is the highest requirement in the CNC machine tool servo system. The research on the control strategy of high performance PMSM servo system will greatly affect the performance and control effect of the feed system. In this paper, a fuzzy neural network servo control method is proposed and used in the machine tool feed servo system. Firstly, the structure of the machine tool feed servo system is introduced in detail. From the structure of permanent magnet synchronous motor (PMSM), the mathematical model in rotating coordinate system is obtained, and the simulation model of PMSM ontology is established. The principle and algorithm of space vector pulse width modulation (SVPWM) are analyzed. On this basis, the simulation of PMSM field-oriented vector control is carried out, and the control theory of fuzzy logic and neural network is deeply studied. The design process of fuzzy controller and the steps of establishing neural network are given. In view of the nonlinear, strong coupling, multivariable and time-varying characteristics of PMSM servo system, based on the vector control of PMSM, The fuzzy neural network control strategy is applied to the position loop. It is a hybrid intelligent controller with fuzzy logic reasoning, self-adaptation and self-learning ability. The structure and learning algorithm of the fuzzy neural network are also given. Then the position loop of PMSM servo system is simulated with MATLAB simulation tool under different control strategies, and the fuzzy neural network controller is used in the position loop of PMSM servo system. It will have better response speed and follow performance. After theoretical research and simulation results analysis, the software and hardware design of the system based on DSP is carried out. The TMS320F2812 chip produced by TI company is chosen as the control core of the whole system. The hardware design mainly includes main circuit, control circuit, position control mode design, key and display circuit design, and software design includes main program. Interrupt subroutine SVPWM subroutine and power protection interrupt subroutine. At the end, the work done in the whole article is summarized, and the follow-up work arrangement and future prospect of this topic are given. The machine tool feed servo system based on fuzzy neural network has the advantages of rapid response, high control precision and good stability, and the high performance motor drive system is realized.
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG659

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本文編號(hào)：1527632