發(fā)布時間：2017-04-15 11:18

  本文關(guān)鍵詞：EtherCAT總線式伺服驅(qū)動器開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線在工業(yè)自動化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,以及伺服系統(tǒng)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展,將總線接口技術(shù)集成到伺服系統(tǒng)中成為未來工控領(lǐng)域發(fā)展的一種趨勢。EtherCAT總線是一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活、可靠性高、傳輸速率和效率高的實時以太網(wǎng)技術(shù),適用于運動控制領(lǐng)域。本文將EtherCAT總線技術(shù)與伺服驅(qū)動器結(jié)合在一起,研究并開發(fā)了EtherCAT總線式伺服驅(qū)動器系統(tǒng)。本文分別建立了永磁同步電機在三相靜止坐標(biāo)系和d-q軸兩相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并詳細介紹了永磁同步電機矢量控制算法和SVPWM控制技術(shù)。硬件設(shè)計方面,主要有基于STM32F407芯片的主控制電路,智能功率模塊IPM FSAM20SH60A為主功率開關(guān)器件的驅(qū)動電路,ET1100為從站控制器的通信模塊,并設(shè)計了電源轉(zhuǎn)換電路、光耦隔離電路、AD采樣電路、傳感器接口電路和外圍輔助電路,完成了伺服驅(qū)動器系統(tǒng)的硬件開發(fā)工作。軟件設(shè)計方面,在Keil μVision4集成環(huán)境下用C語言編寫程序,系統(tǒng)軟件設(shè)計分成了三大部分：主程序、中斷服務(wù)程序和通訊程序。采用模塊化方式詳細介紹了各個模塊子程序,包括：三電阻電流采樣、SVPWM波的產(chǎn)生、PID調(diào)節(jié)器數(shù)字化和EtherCAT通訊等,實現(xiàn)了伺服驅(qū)動器的軟件設(shè)計工作。最后,搭建了EtherCAT總線式伺服驅(qū)動器系統(tǒng)實驗平臺,對整個系統(tǒng)的軟硬件進行了調(diào)試,并進行了電機相電壓測試實驗、SVPWM波測試實驗和性能測試實驗,驗證了伺服驅(qū)動系統(tǒng)能達到預(yù)期目標(biāo),基本上能滿足實際應(yīng)用要求。
【關(guān)鍵詞】：伺服控制系統(tǒng) STM32 空間矢量算法 EtherCAT
【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】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢10-12
• 1.3 EtherCAT的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢12-13
• 1.4 課題來源和論文研究內(nèi)容13-14
• 第二章 永磁同步電機數(shù)學(xué)模型及控制方法14-25
• 2.1 PMSM的結(jié)構(gòu)特點14-15
• 2.2 PMSM的數(shù)學(xué)模型15-18
• 2.2.1 PMSM在靜止坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型15-17
• 2.2.2 d-q軸坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型17-18
• 2.3 PMSM矢量控制技術(shù)18-24
• 2.3.1 繞組等效變換和坐標(biāo)變換18-20
• 2.3.2 SVPWM控制技術(shù)20-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 伺服驅(qū)動器系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計25-40
• 3.1 伺服驅(qū)動器硬件系統(tǒng)總體架構(gòu)25-26
• 3.2 主控部分設(shè)計26-27
• 3.2.1 STM32微處理器26-27
• 3.2.2 STM32外圍電路27
• 3.3 電源部分設(shè)計27-29
• 3.3.1 電源系統(tǒng)設(shè)計27-28
• 3.3.2 電壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)計28-29
• 3.4 功率驅(qū)動和隔離電路設(shè)計29-33
• 3.4.1 IPM逆變器驅(qū)動電路29-31
• 3.4.2 光耦隔離電路31
• 3.4.3 電流采樣電路31-32
• 3.4.4 傳感器接口電路32-33
• 3.5 EtherCAT通訊部分設(shè)計33-38
• 3.5.1 EtherCAT工作原理33-35
• 3.5.2 EtherCAT從站通訊接口35-38
• 3.6 外圍輔助電路設(shè)計38-39
• 3.6.1 LCD屏顯示接口設(shè)計38
• 3.6.2 制動電路38-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 第四章 伺服驅(qū)動器系統(tǒng)軟件開發(fā)40-50
• 4.1 軟件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計40-41
• 4.2 系統(tǒng)模塊化程序設(shè)計41-49
• 4.2.0 傳感器接口軟件設(shè)計42-44
• 4.2.1 電流采樣程序44
• 4.2.2 SVPWM波產(chǎn)生程序44-45
• 4.2.3 PID調(diào)節(jié)器的數(shù)字化實現(xiàn)45-47
• 4.2.4 EtherCAT通訊程序設(shè)計47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 系統(tǒng)構(gòu)建與實驗50-55
• 5.1 EtherCAT伺服驅(qū)動器系統(tǒng)平臺搭建50-52
• 5.2 系統(tǒng)軟硬件測試及實驗分析52-54
• 5.2.1 SVPWM測試實驗52-53
• 5.2.2 三相電壓波形測試實驗53
• 5.2.3 性能測試實驗53-54
• 5.3 本章小結(jié)54-55
• 第六章 結(jié)論與展望55-56
• 6.1 結(jié)論55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻56-59
• 在學(xué)期間的研究成果59-60
• 致謝60

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1 晏杰;閆英敏;趙霞;;伺服驅(qū)動器自動測試技術(shù)研究綜述[J];計算機與數(shù)字工程;2011年12期

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3 王愛祥;劉日寶;;全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的研究[J];現(xiàn)代雷達;2006年03期

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5 ;新品[J];伺服控制;2009年01期

6 尹向光;;軸卡故障引發(fā)伺服驅(qū)動器報警[J];金屬加工(冷加工);2010年01期

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9 ;新品[J];伺服控制;2008年06期

10 魯文申;;淺談伺服驅(qū)動器在半導(dǎo)體封裝機器中的應(yīng)用[J];科技風(fēng);2011年07期

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1 劉永江;;基于GSK-Link的伺服驅(qū)動器的設(shè)計[A];《IT時代周刊》2013年度論文集[C];2013年

2 倪勇;俞建軍;吳汶芪;;基于矢量控制算法的DSP伺服驅(qū)動器[A];中國計量協(xié)會冶金分會2009年年會論文集[C];2009年

3 辜小兵;房慶海;金傳付;;一種交流伺服驅(qū)動器主回路的設(shè)計與實現(xiàn)[A];冶金企業(yè)自動化、信息化與創(chuàng)新——全國冶金自動化信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年論文集[C];2007年

4 李蔭濤;孫偉;肖正宇;王東文;;大功率低壓數(shù)字交流伺服驅(qū)動器PWM逆變電路中MOSFET驅(qū)動和保護電路的設(shè)計與實現(xiàn)[A];2007中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

5 韓利;姚宏;朱凌云;陳煒;;多自由度網(wǎng)絡(luò)化伺服運動控制系統(tǒng)及應(yīng)用[A];第十八屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2013年

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1 曲希剛;ACOPOSmulti智能伺服驅(qū)動器突出節(jié)能、緊湊及安全要求[N];中國紡織報;2007年

2 上海二紡機股份有限公司 陸賀卿;貝加萊新一代伺服驅(qū)動器ACOPOS multi在超長細紗機上的應(yīng)用[N];中國紡織報;2011年

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1 吳志文;伺服驅(qū)動器電流環(huán)設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 朱志超;伺服驅(qū)動器速度環(huán)設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2014年

3 閆磊;工業(yè)機器人交流伺服驅(qū)動器控制技術(shù)研究與開發(fā)[D];東南大學(xué);2015年

4 邢慶輝;EtherCAT總線式伺服驅(qū)動器開發(fā)[D];北方工業(yè)大學(xué);2016年

5 丁輝;交流伺服驅(qū)動器的實現(xiàn)及其速度環(huán)非線性控制算法的研究[D];浙江大學(xué);2011年

6 楊煬;微小型高性能電機伺服驅(qū)動器設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 王志成;全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動器的研究與開發(fā)[D];中國科學(xué)院研究生院（沈陽計算技術(shù)研究所）;2006年

8 康惠林;繡花機主軸伺服驅(qū)動器的設(shè)計與實現(xiàn)[D];中南大學(xué);2011年

9 邵鋒;嵌入式網(wǎng)絡(luò)化交流伺服驅(qū)動器控制平臺開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2007年

10 褚立銘;低壓小功率伺服驅(qū)動器設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：EtherCAT總線式伺服驅(qū)動器開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：308304