直线电机伺服驱动控制器研究与实现

发布时间：2017-12-10 00:21

  本文关键词：直线电机伺服驱动控制器研究与实现

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【摘要】：直线电机无间隙、高加速度、高速度等优点在数控机床等高端装备制造领域具有极大的应用前景。但是,由于直线电机存在边端效应和齿槽效应,使得直线电机在运行过程中会产生推力波动,导致伺服控制系统跟踪误差较大,定位精度不高等现象,进而限制了直线电机的推广应用。伺服驱动控制技术是直线伺服系统的关键技术。在确定的直线电机本体情况下,减小推力波动以及负载扰动等对系统的影响都需要由伺服控制系统来完成,因此研究和设计性能更加稳定、可靠的直线电机伺服驱动控制系统软硬件结构,具有十分重要的意义,这将在一定程度上促进我国直线电机伺服控制系统的发展及应用。本文以永磁同步直线电机(PMSLM)为控制对象,在广泛阅读国内外文献的基础上,研究了以TMS320F28335 DSP为核心处理器、以矢量控制为核心算法的伺服驱动控制系统,为提高直线电机动态性能和直线电机的推广应用做出有意义的探索,主要完成以下工作:(1)介绍了直线电机结构、分类、工作原理以及国内外发展应用现状,对比分析了直线电机的传统控制策略、现代控制策略和智能控制策略。(2)对比矢量控制的类型,选择0di?的矢量控制策略,详细研究了伺服系统各个控制环路的设计,推导了控制器参数的设定法则,在Matlab/Simu Link中搭建了仿真模型,并进行仿真。仿真结果表明系统有较好的跟踪能力,速度环采用模糊自适应PI控制器对于外部环境有更强的抗干扰能力。(3)详细阐述了永磁同步直线电机伺服驱动控制系统软硬件设计方案。硬件设计包括以TMS320F28335 DSP为核心的控制电路、以智能功率模块(IPM)为核心的功率驱动电路。软件设计划分为主程序和中断程序,主程序完成变量的定义、系统初始化等功能,中断程序完成系统故障检测、电流环、速度环、位置环的数据采集和处理工作以及脉宽调制算法。(4)搭建永磁同步直线电机伺服驱动控制系统实验平台,并进行开环实验和闭环实验,验证了软硬件系统设计的正确性。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM359.4

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本文编号：1272423