本文關(guān)鍵詞：輪步式機器人電動作動系統(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： 電動作動系統(tǒng) 永磁同步電機 DSP 伺服控制 LabVIEW

【摘要】：電動作動器是輪步式機器人的執(zhí)行機構(gòu),通過伺服電機帶動絲杠可實現(xiàn)機器人姿態(tài)控制,其工作性能直接影響到整個機身的平穩(wěn)與安全。PMSM(永磁同步電機)以其能量密度高、動態(tài)響應(yīng)特性好、運行可靠等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于電動作動系統(tǒng)。設(shè)計中采用三相PMSM作為電動作動系統(tǒng)的動力來源,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。通過實驗波形曲線可知,本次設(shè)計的電動作動系統(tǒng)具有精度高、動態(tài)特性好、運行可靠等優(yōu)點。本次研究與設(shè)計的內(nèi)容包括以下幾個部分:1.探討了電動作動系統(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,探討了常用的坐標變換:Clarke變換、Park變換�；谧鴺俗儞Q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,驗證了本次設(shè)計的正確性。3.設(shè)計了電動作動系統(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。上位機通過RS-422總線與DSP進行數(shù)據(jù)通信,可完成指令發(fā)送、電機狀態(tài)信息實時顯示、存儲等工作。5.軟、硬件設(shè)計完成后,利用示波器對系統(tǒng)中重要模塊進行了測試、分析。通過設(shè)計的LabVIEW測控系統(tǒng),對伺服系統(tǒng)中位置環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)進行了動態(tài)性能測試,并分析了實驗結(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】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王曉遠;張力;許衛(wèi)剛;;基于田口算法的內(nèi)置式永磁同步電機多目標優(yōu)化設(shè)計[J];微電機;2016年05期

2 楊冰;鄧福軍;;基于電壓前饋電流控制器的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)研究[J];智能機器人;2016年04期

3 楊和慶;王攀;;數(shù)字信號處理技術(shù)在含水率測量系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];電腦知識與技術(shù);2015年23期

4 崔曉宇;曹彪;陳宇軍;;基于霍爾芯片的大電流測量電路設(shè)計[J];焊接;2015年09期

5 趙國鵬;韓民曉;;基于電流環(huán)相位裕度和補償特性的靜止無功發(fā)生器低通濾波器與調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計方法[J];電工技術(shù)學(xué)報;2015年18期

6 佘致廷;盧文斗;譚瓊瓊;丁時云;張紅梅;;PMSM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)的速度控制[J];控制工程;2015年S1期

7 王帥;;電梯制動器的結(jié)構(gòu)型式及檢驗檢測探究[J];電子制作;2015年14期

8 孫黎霞;林雪;金宇清;潘磊;施浩波;;基于粒子群優(yōu)化算法的并網(wǎng)光伏發(fā)電單元建模[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年05期

9 陳觀應(yīng);李瑜煜;方浩;;基于虛擬儀器的干電池檢測系統(tǒng)[J];中國科技信息;2015年08期

10 宋紅超;金琴;張衛(wèi)芳;;基于MATLAB的SVPWM逆變器的仿真實現(xiàn)[J];自動化與儀器儀表;2014年11期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 陳鵬展;交流伺服系統(tǒng)控制參數(shù)自整定策略研究[D];華中科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王繼超;基于模糊控制和BFOA的定位控制系統(tǒng)設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2016年

2 孫興;雙余度無刷直流電動舵機系統(tǒng)研究與設(shè)計[D];江蘇大學(xué);2016年

3 張曉偉;固態(tài)變壓器整流級和逆變級系統(tǒng)的開發(fā)[D];太原理工大學(xué);2015年

4 劉婉慈;永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)的控制策略研究[D];蘭州理工大學(xué);2014年

5 張岳;電動車用永磁電動機設(shè)計及弱磁控制[D];浙江大學(xué);2014年

6 馮翠萍;基于三維界面應(yīng)力傳感器的微電容陣列測量方法的研究與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

7 沈訓(xùn)歡;無刷旋轉(zhuǎn)變壓器的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

8 郭汝麗;氧化鋅壓敏電阻低壓化制備與低溫燒結(jié)研究[D];桂林理工大學(xué);2013年

9 郝康琦;永磁同步電機控制策略研究及數(shù)控機床伺服系統(tǒng)優(yōu)化[D];電子科技大學(xué);2012年

10 陳長春;基于無位置傳感器無刷直流電機的舵機伺服系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

，

本文編號：1428208