多齿轮电气伺服同步驱动系统研制

发布时间：2017-04-15 05:15

  本文关键词：多齿轮电气伺服同步驱动系统研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于电气伺服同步驱动系统在控制速度、位置精度和响应速度等方面上的巨大优势，本文通过对多齿轮同步驱动系统组成和工作原理的分析，设计了具有负载周期变化功能的机械部分；以负载周期变化为干扰方式，设计了全新的具有自主切换功能的同步补偿控制方式；以交流永磁同步电机伺服控制系统为原型，建立了双电机同步驱动系统模型，并对其进行了常规PID和模糊PID的仿真分析；基于自行设计的试验台，对实验数据进行了分析总结。 第一章中，以电气同步伺服控制技术应用场合为出发点，，综合国内外相关学者的研究内容，指出了现阶段相关技术的局限性，提出了本文研究的具有自主切换功能的模糊同步控制策略，并说明所作的主要工作内容。 第二章中，对多齿轮电气伺服同步驱动系统的结构原理进行了详细分析，从机械部分说明了齿轮啮合的不同形式，并对不同啮合形式的实现工艺进行了说明，叙述了机械部分的四个关键技术；电气部分着重介绍了下位机的三个主要内容，并根据程序构造及其实现步骤绘制了电气系统运行流程图，同时对重要元件的选型进行了说明。 第三章中，首先建立了系统的机构模型；接着通过机构模型得出了建立双齿轮模型的必要性；然后设计了以偏差为判断依据的自主切换同步控制方式；最后基于自行设计的同步控制方式，利用MATLAB进行了常规PID与模糊PID控制效果的仿真分析并进行比较。 第四章中，利用自行搭建的试验台，编写上位机和下位机控制程序，同时对上位机监控得到的数据进行分析研究，最后将分析研究后的数据与系统性能目标进行对比，从而论证了本文同步控制方法的合理性。 第五章中，总结了本文的主要工作，并指明了本系统的可优化内容及发展方向。
【关键词】：负载周期变化 自主切换补偿控制 齿轮同步驱动 电气伺服 模糊PID
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题的背景和意义9-10
• 1.2 相关技术研究现状10-13
• 1.2.1 多电机同步控制方式10-13
• 1.2.2 多电机同步控制策略13
• 1.3 论文研究内容和工作13-15
• 第二章 机械及电气系统设计15-26
• 2.1 工作原理及性能指标15-16
• 2.2 机械部分设计16-21
• 2.2.1 圆柱销定位工艺17-18
• 2.2.2 负载机构设计18-19
• 2.2.3 丝杆传动部件设计19-20
• 2.2.4 齿轮传动设计20-21
• 2.3 电气部分设计21-26
• 2.3.1 电气软件系统设计21-23
• 2.3.2 上位机和下位机功能23-24
• 2.3.3 电气硬件选型24-26
• 第三章 自主切换控制系统建模与仿真26-49
• 3.1 同步系统机构模型26-28
• 3.2 自主切换控制系统模型28-38
• 3.2.1 自主切换同步控制方式28-30
• 3.2.2 单电机驱动建模30-35
• 3.2.3 补偿控制器设计35-38
• 3.3 自主切换控制系统仿真38-47
• 3.3.1 伺服电机 Simulink 仿真38-41
• 3.3.2 常规 PID 补偿控制仿真41-44
• 3.3.3 模糊 PID 补偿控制仿真44-47
• 3.4 仿真结果分析47-49
• 第四章 系统实验研究49-59
• 4.1 下位机程序设计49-53
• 4.1.1 初始位置计算49
• 4.1.2 生成目标曲线49-51
• 4.1.3 同步算法编写51-53
• 4.2 上位机程序设计53-55
• 4.2.1 监控界面设计53-54
• 4.2.2 通信协议编写54-55
• 4.3 实验数据分析55-59
• 第五章 总结和展望59-61
• 5.1 工作总结59-60
• 5.2 工作展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 附录66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王童谣;胡建易;;模糊PID自整定算法在PLC中的实现[J];辽宁科技大学学报;2010年02期

2 罗亚琴;孙建忠;刘然;;基于转矩跟随主从控制策略的多电机同步控制[J];电机技术;2011年06期

3 樊卫华;赵国峰;陈庆伟;胡维礼;;双电机驱动伺服系统神经网络控制器的设计[J];电机与控制学报;2006年03期

4 刘永飘;钟彦儒;徐艳平;;永磁交流伺服系统矢量控制仿真[J];电气传动自动化;2006年01期

5 焦舟波;石红瑞;;模糊PID控制在S7-300 PLC中的实现及应用[J];工业仪表与自动化装置;2011年03期

6 丁硕;崔总泽;巫庆辉;常晓恒;胡庆功;;基于SVPWM的永磁同步电机矢量控制仿真研究[J];国外电子测量技术;2014年06期

7 赵刚;刘德全;;盾构机刀盘多电机同步驱动研究[J];广东造船;2012年06期

8 ;Sliding Mode Variable Structure Control for Visual Servoing System[J];International Journal of Automation & Computing;2010年03期

9 丛爽;刘宜;;多轴协调运动中的交叉耦合控制[J];机械设计与制造;2006年10期

10 何航红;;齿侧间隙对齿轮系统动力学行为的影响[J];机械设计与制造;2012年07期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 何王勇;数控机床双轴同步控制技术研究[D];华中科技大学;2011年

  本文关键词：多齿轮电气伺服同步驱动系统研制，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：307697