發(fā)布時(shí)間：2018-01-15 11:49

  本文關(guān)鍵詞：輪步式機(jī)器人電動(dòng)作動(dòng)系統(tǒng)的研究　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 電動(dòng)作動(dòng)系統(tǒng) 永磁同步電機(jī) DSP 伺服控制 LabVIEW

【摘要】：電動(dòng)作動(dòng)器是輪步式機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu),通過伺服電機(jī)帶動(dòng)絲杠可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人姿態(tài)控制,其工作性能直接影響到整個(gè)機(jī)身的平穩(wěn)與安全。PMSM(永磁同步電機(jī))以其能量密度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)作動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中采用三相PMSM作為電動(dòng)作動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力來源,并分析其工作原理、控制方法。本次論文研究與設(shè)計(jì)了三相PMSM伺服系統(tǒng)的硬件電路與DSP軟件部分,并利用LabVIEW搭建了伺服系統(tǒng)的性能測試平臺(tái)。通過實(shí)驗(yàn)波形曲線可知,本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)作動(dòng)系統(tǒng)具有精度高、動(dòng)態(tài)特性好、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。本次研究與設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分:1.探討了電動(dòng)作動(dòng)系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu),研究了伺服系統(tǒng)的主要組成部分、發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。2.研究了三相PMSM的結(jié)構(gòu)、工作原理與數(shù)學(xué)模型,探討了常用的坐標(biāo)變換:Clarke變換、Park變換。基于坐標(biāo)變換理論、PMSM的數(shù)學(xué)模型,研究了三相PMSM的矢量控制方法與SVPWM的工作原理、實(shí)現(xiàn)步驟。分析了三相PMSM控制中位置、轉(zhuǎn)速、電流環(huán)的簡化傳遞函數(shù),并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器。在SIMULINK仿真環(huán)境中,搭建了三相PMSM矢量控制的模型,并通過對位置、轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真,驗(yàn)證了本次設(shè)計(jì)的正確性。3.設(shè)計(jì)了電動(dòng)作動(dòng)系統(tǒng)的軟、硬件部分,硬件部分包括:控制器、電源濾波與電平轉(zhuǎn)換、智能功率模塊、信息采集等電路,DSP軟件部分主要包括:矢量控制算法、三閉環(huán)算法、SVPWM、數(shù)據(jù)通信、轉(zhuǎn)子速度/位置檢測、模擬量采集。4.通過NI公司的LabVIEW軟件,搭建了伺服系統(tǒng)性能測試平臺(tái)。上位機(jī)通過RS-422總線與DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,可完成指令發(fā)送、電機(jī)狀態(tài)信息實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)等工作。5.軟、硬件設(shè)計(jì)完成后,利用示波器對系統(tǒng)中重要模塊進(jìn)行了測試、分析。通過設(shè)計(jì)的LabVIEW測控系統(tǒng),對伺服系統(tǒng)中位置環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)性能測試,并分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[Abstract]:Electric actuator is an actuator wheel walking robot, through the servo motor drive screw can realize robot attitude control, its performance directly affects the whole body's smooth and safe.PMSM (permanent magnet synchronous motor) with its high energy density, good dynamic response characteristics, the advantages of reliable operation, is widely used in electric the actuating system is adopted in the design of three-phase PMSM. As the power source of electric actuator system, and analyzes its working principle, control method. The research and design of hardware circuit and software DSP three-phase PMSM servo system, and use LabVIEW to build the test platform of servo system. Through the experimental waveform curves the design of the electric actuator system has the advantages of high precision, good dynamic performance, reliable operation and so on. The research and design of the contents are as follows: 1. discusses the electric actuator system The function, structure, research the main part of the servo system, the development status and trend of.2. on the structure of three-phase PMSM, working principle and mathematical model of coordinate transformation in common: Clarke transform, Park transform. Based on the theory of coordinate transformation, the mathematical model of PMSM, working principle, vector control method and SVPWM the study on the three-phase PMSM implementation steps. Analysis of the position, speed control of three-phase PMSM, simplify the current loop transfer function, and design the corresponding controller. In the SIMULINK simulation environment, build a vector control model of three-phase PMSM, and through the simulation of speed loop, position, verify the correctness of.3. the design of the design of the electric actuator system software and hardware, the hardware part includes: controller, power supply filter and level conversion, intelligent power module, information collection circuit, DSP software includes: vector control For the three algorithm, closed loop algorithm, SVPWM, data communication, rotor speed / position detection, analog acquisition of.4. by NI's LabVIEW software, built the servo system performance testing platform. The host computer data communication by RS-422 bus and DSP, can complete the command. The electric machine state information real-time display, storage and other work.5. the soft, hardware design is completed using oscilloscope to the main modules of the system were tested and analyzed. Through the design of LabVIEW control system, servo system loop, speed loop the dynamic performance test and analysis of the experimental results.

【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1428208