NN型少齿差行星齿轮伺服驱动系统动态特性研究

发布时间：2017-03-16 09:00

  本文关键词：NN型少齿差行星齿轮伺服驱动系统动态特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着计算机技术、现代电力电子技术的广泛应用,当今各类工业生产中的设备大都已发展成为多物理过程、多模块结构、多功能特性的复杂机电系统。机电耦合现象普遍存在于各类机电系统中,任何机电耦合系统都是由机械系统、电磁系统和联系二者的耦合电磁场组成。因此研究机电耦合系统及其动态特性具有重要的现实意义,本文以典型的机电耦合系统—永磁同步电机(PMSM)和NN型少齿差行星齿轮精密传动系统为研究对象,主要展开以下几个方面的研究内容:(1)本文将分析并建立永磁同步电机的数学建模,探究永磁同步电机的电压、电流、磁链、转矩等关系式,达到永磁同步电机各个参数精确量化的目的。(2)详细阐述永磁同步电机矢量控制策略,在此基础上提出一种基于电压空间矢量调制(SVPWM)控制的永磁同步电机矢量控制策略。将利用Matlab/simulink仿真平台搭建PMSM矢量控制系统仿真模型,进而探究基于矢量控制的PMSM的静态特性和动态特性。(3)本文将深入分析NN型少齿差行星减速器的啮合刚度激励、误差激励等动态激励,建立多自由度、多间隙、变参数、弯-扭耦合的NN型少齿差行星齿轮非线性振动模型,进而揭示少齿差行星齿轮的非线性振动特性。(4)利用多领域仿真平台AMESim建立NN型少齿差行星齿轮动态仿真模型。在所建模型基础上,运用Simulink和AMESim联合仿真技术,建立NN型少齿差行星齿轮伺服驱动系统机电耦合全局仿真模型,进而探究系统中电磁参数、机械参数等非线性因素对全局机电耦合系统动态特性的影响机理。
【关键词】：PMSM NN型少齿差行星齿轮 非线性振动 动态特性 机电耦合
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究意义9-10
• 1.2 交流伺服控制系统研究现状10-11
• 1.3 行星齿轮传动系统研究现状11
• 1.4 机电耦合系统研究现状11-12
• 1.5 论文的主要内容与组织结构12-15
• 2 永磁同步电机及其控制选择15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 PMSM数学模型15-18
• 2.3 电流矢量控制18-22
• 2.3.1 矢量坐标变换19-21
• 2.3.2 电流解耦控制21-22
• 2.4 电压空间矢量调制22-25
• 2.4.1 SVPWM调制原理22-23
• 2.4.2 SVPWM调制算法23-25
• 2.5 本章小结25-27
• 3 NN型少齿差行星减速器结构及动态激励分析27-39
• 3.1 引言27
• 3.2 NN型少齿差行星减速器结构及传动分析27-29
• 3.2.1 参数设计27-28
• 3.2.2 传动原理28
• 3.2.3 传动件理论转速28-29
• 3.3 NN型少齿差行星减速器啮合刚度激励29-36
• 3.3.1 单齿刚度30-32
• 3.3.2 单对齿啮合刚度32-33
• 3.3.3 多对齿啮合刚度33-34
• 3.3.4 多对齿啮合刚度曲线拟合34-36
• 3.4 NN型少齿差行星减速器误差激励36-37
• 3.4.1 齿轮误差表示方法36-37
• 3.4.2 齿轮误差模拟37
• 3.5 本章小结37-39
• 4 永磁同步电机MATLAB建模与仿真39-53
• 4.1 引言39-40
• 4.1.1 MATLAB简介39
• 4.1.2 矢量控制框图39-40
• 4.2 交流同步电机仿真模型的建立40-47
• 4.2.1 坐标变换模块40-42
• 4.2.2 空间矢量脉宽调制(SVPWM)模块42-44
• 4.2.3 PI控制器模块44-46
• 4.2.4 PMSM及逆变器模块46
• 4.2.5 PMSM整体仿真模型46-47
• 4.3 PMSM的仿真与分析47-51
• 4.3.1 PMSM稳态特性分析47-48
• 4.3.2 PMSM动态特性分析48-51
• 4.4 本章小结51-53
• 5 少齿差行星减速器非线性振动建模与仿真53-61
• 5.1 引言53
• 5.2 非线性振动模型与方程53-57
• 5.2.1 非线性振动模型53-54
• 5.2.2 非线性振动微分方程54-56
• 5.2.3 间隙非线性函数56-57
• 5.3 非线性振动特性分析57-59
• 5.3.1 振动位移响应57-58
• 5.3.2 振动速度响应58-59
• 5.4 本章小结59-61
• 6 基于AMESim和Simulink平台的机电耦合系统仿真研究61-77
• 6.1 AMESim软件介绍61
• 6.2 AMESim和Matlab/Simulink联合仿真技术61-62
• 6.3 少齿差行星齿轮AMESim建模62-65
• 6.3.1 AMESim齿轮接触模型62-64
• 6.3.2 少齿差行星减速器AMESim模型64-65
• 6.4 少齿差齿轮伺服传动系统联合仿真与分析65-75
• 6.4.1 伺服传动系统全局机电耦合模型65-67
• 6.4.2 伺服传动系统全局耦合仿真分析67-68
• 6.4.3 电磁参数对全局耦合系统动态特性的影响68-71
• 6.4.4 机械参数对全局耦合系统动态特性的影响71-75
• 6.5 本章小结75-77
• 7 总结与展望77-79
• 7.1 论文总结77
• 7.2 研究展望77-79
• 致谢79-81
• 参考文献81-83

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