目前,小功率電動舵機的研究已經(jīng)取得了較快的進步。相比之下,大功率電動舵機的研究還存在諸多問題。電動舵機在大型彈道導(dǎo)彈上的應(yīng)用也不多,電動舵機伺服驅(qū)動系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化研究還不成熟。本論文圍繞以上問題在電機設(shè)計、控制器硬件開發(fā)及控制策略等方面對大功率電動舵機系統(tǒng)進行研究,同時引入了基于Ether CAT的伺服驅(qū)動系統(tǒng)通信技術(shù)。根據(jù)導(dǎo)彈舵機小型化、高功率密度等技術(shù)要求,本文對大功率導(dǎo)彈舵機用永磁同步電機進行了設(shè)計。對轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)進行了合理的選擇和優(yōu)化;合理確定了電機的槽極方案;對電機各部分的材料尤其是電機轉(zhuǎn)子永磁體材料進行了合理選擇。此外,利用JMAG軟件對電機模型進行了電磁仿真分析,利用仿真得到的轉(zhuǎn)矩波動數(shù)據(jù)、磁密數(shù)據(jù)、及鐵損、銅損等參數(shù)對電機方案進行分析。本文對驅(qū)動大功率伺服系統(tǒng)工作的控制器進行了詳細(xì)的設(shè)計。在控制器硬件電路方面,對控制器的功率驅(qū)動部分、電流反饋部分、角位置信息反饋部分進行了相關(guān)設(shè)計;對于信號檢測部分,在母線電壓信號檢測和溫度信號檢測方面做了相應(yīng)設(shè)計;此外,為增加系統(tǒng)的抗干擾性和安全性,在母線輸入端進行了抗干擾設(shè)計,為避免上電斷電時的過大沖擊也做了保護設(shè)計。為了實現(xiàn)對電機的控制... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景、目的和意義
    1.2 大功率電動舵機系統(tǒng)研究狀況
    1.3 交流伺服系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r
        1.3.1 交流伺服系統(tǒng)伺服電機發(fā)展?fàn)顩r
        1.3.2 交流伺服系統(tǒng)位置傳感器發(fā)展?fàn)顩r
        1.3.3 交流伺服系統(tǒng)現(xiàn)場總線接口技術(shù)研究狀況
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 舵機用大功率交流永磁同步電機設(shè)計與分析
    2.1 引言
    2.2 電機結(jié)構(gòu)方案的制定與選擇
        2.2.1 電機性能要求分析
        2.2.2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的選擇與優(yōu)化
        2.2.3 電機槽極配合方案的確定
        2.2.4 電機各部分材料的選擇
    2.3 電機模型的電磁仿真分析
        2.3.1 力矩波動分析
        2.3.2 電機氣隙磁密分析
        2.3.3 電機效率分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 控制器的硬件設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 控制器硬件電路設(shè)計
        3.2.1 功率驅(qū)動部分電路設(shè)計
        3.2.2 主控電路硬件設(shè)計
        3.2.3 反饋單元硬件設(shè)計
        3.2.4 信號檢測部分電路設(shè)計
        3.2.5 供電電源模塊設(shè)計
        3.2.6 其他輔助功能設(shè)計
    3.3 控制箱結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
第4章 控制策略及通訊系統(tǒng)的研究
    4.1 引言
    4.2 控制策略的研究
        4.2.1 基于PID控制的電動舵機控制策略
        4.2.2 弱磁控制
    4.3 基于Ether CAT通信系統(tǒng)的研究
        4.3.1 伺服系統(tǒng)通信部分總體設(shè)計
        4.3.2 從站通信系統(tǒng)的硬件優(yōu)化及軟件設(shè)計
        4.3.3 通信系統(tǒng)實驗驗證
    4.4 本章小結(jié)
第5章 電動舵機用大功率交流伺服系統(tǒng)實驗與分析
    5.1 引言
    5.2 舵機跟隨特性程序驗證實驗
    5.3 大功率交流伺服硬件系統(tǒng)基礎(chǔ)實驗
        5.3.1 電機反電動勢系數(shù)測量
        5.3.2 電機力矩系數(shù)測量
        5.3.3 IGBT開關(guān)延時測量
    5.4 大功率交流伺服硬件系統(tǒng)調(diào)試實驗
        5.4.1 系統(tǒng)電流環(huán)調(diào)試實驗
        5.4.2 系統(tǒng)速度環(huán)調(diào)試實驗
    5.5 大功率電機加載實驗
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3726046