【摘要】：數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng),是機床的核心組件之一,其性能的優(yōu)劣對于數(shù)控機床的整體評價具有非常重要的意義。目前,主軸驅(qū)動系統(tǒng)正朝向高速、精密、智能以及復(fù)合等方向發(fā)展,在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。異步電機以價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、維護方便等諸多明顯優(yōu)點,在主軸驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛,現(xiàn)在絕大部分數(shù)控機床都使用異步電機配備矢量控制變頻器的交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)。本文首先對異步電機矢量控制理論和PI調(diào)節(jié)器設(shè)計做了簡單分析;然后從實際應(yīng)用角度出發(fā),針對轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器模型設(shè)計、弱磁控制策略研究、轉(zhuǎn)速估計策略研究等關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的理論分析和仿真實驗驗證。矢量控制的重點是要解決磁場定向問題,如果定向不準確,就會導(dǎo)致系統(tǒng)解耦不完全,引起系統(tǒng)動、靜態(tài)性能下降。傳統(tǒng)電壓、電流模型轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器的準確性受電機參數(shù)的影響很大。為了解決上述問題,采用一種混合模型轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器,并運用二階巴特沃斯高通濾波器對模型的參數(shù)進行了理論計算。仿真結(jié)果證明電機參數(shù)的改變對轉(zhuǎn)子磁鏈的影響較小,系統(tǒng)的穩(wěn)定性得以優(yōu)化。針對異步電機采用傳統(tǒng)弱磁方法不能實現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩輸出的缺點,采用了一種全速度范圍實現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩輸出的電流優(yōu)化分配控制策略。首先,充分考慮電壓和電流限制條件,得出了不同速段的理論最優(yōu)電流分配原則;然后依據(jù)電機實際的狀態(tài),采用一種適合于工程實現(xiàn)的電流優(yōu)化分配策略。仿真結(jié)果證明該方法可以實現(xiàn)全速度范圍內(nèi)最大轉(zhuǎn)矩輸出,并且有較好的動態(tài)響應(yīng)。轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制,在高性能矢量控制中是必不可少的。無速度傳感器技術(shù)的關(guān)鍵是如何正確的獲取電機的速度,解決措施是利用易于檢測的電壓電流信號估算出速度。本文采用反電動勢法和滑模觀測器兩種方法進行轉(zhuǎn)速估計,仿真結(jié)果表明兩種方法都可以比較準確的估算出電機轉(zhuǎn)速,并且通過仿真對兩者的優(yōu)缺點進行了分析和對比。最后搭建了高性能矢量控制交流主軸驅(qū)動裝置的實驗平臺,在此實驗平臺上對所采用的控制策略的理論分析和仿真研究進行了實驗驗證。實驗結(jié)果證明本文采取的控制策略可以很好地解決高性能矢量控制交流主軸驅(qū)動裝置的部分關(guān)鍵技術(shù),能夠明顯的改善主軸驅(qū)動系統(tǒng)的性能。
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG659

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 滕振興;;機床伺服系統(tǒng):向精密化和智能化進軍[J];伺服控制;2012年03期

2 趙云;劉洋;李葉松;;實現(xiàn)感應(yīng)電機寬范圍最大轉(zhuǎn)矩控制的電流優(yōu)化策略[J];中國電機工程學(xué)報;2012年03期

3 萬山明;陳驍;;感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子磁場定向下的弱磁控制算法[J];中國電機工程學(xué)報;2011年30期

4 劉軍鋒;;感應(yīng)電動機在弱磁區(qū)的高性能電流控制策略[J];電工技術(shù)學(xué)報;2010年07期

5 楊s，

本文編號：2564598