当前位置:主页 > 科技论文 > 电气论文 >

基于响应面模型的永磁同步伺服电机优化研究

发布时间:2018-12-23 18:45
【摘要】:永磁同步伺服电机以其高的转矩密度以及紧凑的结构,在机床、机器人关节等传动装置的应用比较广泛。本文针对永磁同步伺服电机输出特性的优化,提出了将响应面模型与永磁同步伺服电机优化问题相结合的一种方法,并对其进行了研究。首先,概述了响应面模型算法的基本理论,结合具体数学模型给出了响应面模型建立的基本流程。之后对遗传算法的基本理论进行阐述,并结合具体数学模型给出了基于遗传算法的多目标优化流程。然后,针对永磁同步伺服电机的输出特性的优化问题,对永磁同步电机的转矩脉动进行了理论分析。考虑空载反电势的谐波含量对转矩脉动的影响较大,提出了基于抑制空载反电势谐波含量的结构优化策略,在此基础上对永磁同步伺服电机的空载反电势进行解析计算并与有限元结果进行对比。在得到空载反电势的解析表达后,利用遗传算法对反电势谐波进行了优化求解。其次,针对永磁同步伺服电机的齿槽转矩的抑制问题,对永磁同步电机的齿槽转矩进行了理论分析,并对结构优化后的电机模型下的齿槽转矩进行近似解析求解并找到影响齿槽转矩幅值的结构参数,通过建立响应面模型对其进行优化求解,给出了两台不同极槽配合下的永磁同步伺服电机的优化结果。最后,基于上述结果,分别用传统优化方法与响应面建模的方法对两台不同极槽配合的永磁同步伺服电机的空载反电势谐波抑制目标和齿槽转矩幅值抑制目标进行多目标优化,其中传统方法用实验和有限元做了对比,响应面建模方法用有限元结果做对比,二者均达到优化指标,通过对比优化效率表明了新方法的优势。
[Abstract]:With its high torque density and compact structure, permanent magnet synchronous servo motor is widely used in machine tools, robot joints and other transmission devices. Aiming at the optimization of the output characteristics of PMSM, a method combining the response surface model with the PMSM optimization problem is proposed and studied in this paper. Firstly, the basic theory of response surface model algorithm is summarized, and the basic flow of response surface model establishment is given in combination with specific mathematical model. Then the basic theory of genetic algorithm is expounded, and the multi-objective optimization flow based on genetic algorithm is given in combination with the specific mathematical model. Then, the torque ripple of PMSM is analyzed theoretically in order to optimize the output characteristics of PMSM. Considering that the harmonic content of no-load inverse EMF has a great influence on torque ripple, a structure optimization strategy based on suppressing the harmonic content of no-load anti-EMF is proposed. On this basis, the no-load inverse EMF of PMSM is calculated and compared with the finite element results. After the analytical expression of no-load inverse EMF is obtained, the inverse EMF harmonics are optimized by genetic algorithm. Secondly, aiming at the problem of reducing the slot torque of PMSM, the slot torque of PMSM is analyzed theoretically. The tooth groove torque under the optimized motor model is solved approximately and the structural parameters which affect the amplitude of the tooth slot torque are found. The response surface model is established to solve the problem. The optimization results of two permanent magnet synchronous servo motors with different polar grooves are given. Finally, based on the above results, the traditional optimization method and response surface modeling method are used to optimize the anti-EMF harmonic suppression target and the torque amplitude suppression target of two PMSM with different pole-grooves respectively. Among them, the traditional method is compared with the finite element method, the response surface modeling method is compared with the finite element method, both of them reach the optimization index, and the advantages of the new method are shown by comparing the optimization efficiency.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM383.4

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 Frank J.Bartos;;伺服电机[J];软件;2006年07期

2 Jeanine Katzel;;伺服电机加速[J];软件;2008年05期

3 Jeanine Katzel;Control Engineering;;产品聚焦:伺服电机加速[J];伺服控制;2008年07期

4 薛永康;;日本伺服电机公司在新加坡产量大增[J];微电机;1988年04期

5 张小铁;;青港拖10轮伺服电机的预控管理[J];工业安全与防尘;1991年06期

6 杨大伟;无刷伺服电机[J];微电机;1995年04期

7 李小平,段正澄,周家林;伺服电机智能选用的实现[J];机械设计与制造;1999年03期

8 王彤;机电领域中伺服电机的选择原则[J];应用科技;2001年01期

9 黄勇;交流永磁伺服电机关键加工工艺研究[J];机械设计与制造;2002年05期

10 张遥远,车轩;交流同步伺服电机在标准转速发生器中的应用[J];企业标准化;2003年06期

相关会议论文 前10条

1 刘锐;米欣;;基于专利文献检索的我国伺服电机技术发展浅析[A];创新沈阳文集(C)[C];2009年

2 辜洪亮;李志军;王甫民;;销钉封接工序伺服电机系统的应用[A];2005年电子玻璃学术交流研讨会论文集[C];2005年

3 余臻;贺忠江;;脉冲跟随和DDS技术在电机控制中的应用[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年

4 李新华;冯骥;杨卫华;;T形转子无刷伺服电机磁场的谐波分析[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年

5 刘海龙;田锋;;FANUC ais2000/2000HV伺服电机应用[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年

6 吴俊;方华京;李浚源;陈锦江;;伺服电机鲁棒抗扰控制器的1~1设计方法[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

7 邰治新;;永磁直线伺服电机的非线性自适应反步周期变速控制[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年

8 赵小挺;;伺服电机在TD2并捻机中的应用[A];2011金属制品行业技术信息交流会论文集[C];2011年

9 王成元;王健;夏加宽;;磁导调制式永磁直线伺服电机的设计[A];第八届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2007年

10 张天水;李正熙;孙德辉;;基于嵌入式操作系统Uc/os-ii和DSP的伺服电机多任务控制[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

相关重要报纸文章 前5条

1 郑州 姜笃庆;微型伺服电机(舵机)原理简介[N];电子报;2004年

2 广州 耿德根;机器人控制语言讲座[N];电子报;2007年

3 河南 刘利君;步进电机和伺服电机的比较(下)[N];电子报;2012年

4 意大利SMI集团中国代表处 陈晓非;数字时代如何控制我们的机械系统[N];消费日报;2002年

5 广州 耿德根;AVR单片机控制伺服电机的轴摆动的实验[N];电子报;2003年

相关博士学位论文 前4条

1 王孝伟;集成永磁伺服电机关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

2 吉智;高性能永磁同步伺服系统关键技术研究[D];中国矿业大学;2013年

3 张玉秋;永磁直线伺服电机及其冷却系统研究[D];浙江大学;2013年

4 刘晓;空心式永磁直线伺服电机及其驱动控制系统研究[D];浙江大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 魏松;基于交流伺服的健身器材负载控制系统研究[D];山东建筑大学;2015年

2 熊小丽;印刷系统伺服电机定位控制器的研究与设计[D];南京理工大学;2015年

3 刘世友;凸极式永磁伺服电机的嵌入式位置检测方法研究[D];重庆理工大学;2015年

4 岳路;交流永磁同步伺服电机控制系统研究[D];大连海事大学;2015年

5 吴明煜;基于伺服电机精确定位系统的研制[D];南京师范大学;2013年

6 万仞;智能化肥皂同步滚印切块技术研究[D];武汉轻工大学;2015年

7 赵希;复合裙成形装备结构动力学分析[D];北方工业大学;2016年

8 陈作宏;基于NJ控制系统的伺服控制设计方法研究[D];广东工业大学;2016年

9 王殿嵩;基于响应面模型的永磁同步伺服电机优化研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

10 张猛;异步伺服电机的设计[D];山东大学;2013年



本文编号:2390109

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/2390109.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b73ab***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com