多电机伺服系统同步控制研究
发布时间：2021-01-13 06:09
随着工业环境的日益复杂,越来越多的多电机系统被使用到工业生产当中,同时对多电机系统的控制精度也提出了越来越高的要求。这主要是因为:传送带、铁路牵引动、起重设备等多电机分摊负载的场合,电机的同步误差会导致负载分配不均、造成机械损耗等;纺织、机械臂等多电机协作的场合,电机的误差会使得控制结果天差地别。因此,采用一定的策略提升多电机系统的同步性能具有非常重要的意义。在传统多电机控制研究与实现中,往往采用PI控制器与同步控制策略相结合的模式,然而PI控制器存在带宽有限、抗扰动能力弱、速度适应范围小等缺陷,使得多电机控制系统的性能较弱。多电机系统的性能受同步环控制器影响较大,因此为改善多电机系统的性能,本文提出了一种改进自抗扰控制算法。关于该算法,本文基于永磁同步电机位置伺服系统的状态空间模型,结合自抗扰控制理论解释了自抗扰控制中各参数的物理含义,较好地解决了自抗扰控制算法参数多、调参不易的问题;此外结合永磁同步电机位置伺服系统的特点,优化了二阶扩张观测器,使得其观察精度明显提升,大大降低了自抗扰控制算法工程实现的难度。将该算法应用到各种常用的同步策略,进行了Matlab/Simulink仿真以...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多电机伺服系统结构图
第2章多电机伺服系统设计18鉴于opencore的源码太过复杂，简化不易，最终选择根据BOSCH公司的CAN文档《CANSpecificationV2.0》结合实际使用情况自行编写FPGA的CAN通信。作为一个无连接的通信方式，CAN通信实现的核心问题就是数据帧的构造以及处理，因此主要的程序就是围绕数据帧的处理，将其分为数据帧生成、数据帧编码、数据帧解码、数据提娶错误应对五个模块。注意到opencore源码复杂的主要原因是设置CAN功能的寄存器过多、总线读写，所以舍弃这些设计，在FPGA初始化时自行设定CAN的波特率、CAN地址等数据帧的必要设置，同时将数据帧收发的逻辑在2.2.3所述的矢量控制主计数器的特定时刻在指定的寄存器中读写数据即可。经过简化，最终实现的CAN通信模块在保证通信质量的前提下，大幅度降低了FPGA计算资源的消耗，同时减少了电机系统与通信系统信息交流的复杂度，且只需要TX、RX两个IO口。在XILINX的spantan系列下编译占用的资源如图2.4，图2.4本文所编写的CAN通信模块FPGA资源占用图而opencore的源码编译完成后占用的资源明显高于本文所构建版本。对于多电机控制系统而言，减少通信系统对资源占用的意义是非常大的。图2.5opencore的CAN通信模块FPGA资源占用图
第2章多电机伺服系统设计18鉴于opencore的源码太过复杂，简化不易，最终选择根据BOSCH公司的CAN文档《CANSpecificationV2.0》结合实际使用情况自行编写FPGA的CAN通信。作为一个无连接的通信方式，CAN通信实现的核心问题就是数据帧的构造以及处理，因此主要的程序就是围绕数据帧的处理，将其分为数据帧生成、数据帧编码、数据帧解码、数据提娶错误应对五个模块。注意到opencore源码复杂的主要原因是设置CAN功能的寄存器过多、总线读写，所以舍弃这些设计，在FPGA初始化时自行设定CAN的波特率、CAN地址等数据帧的必要设置，同时将数据帧收发的逻辑在2.2.3所述的矢量控制主计数器的特定时刻在指定的寄存器中读写数据即可。经过简化，最终实现的CAN通信模块在保证通信质量的前提下，大幅度降低了FPGA计算资源的消耗，同时减少了电机系统与通信系统信息交流的复杂度，且只需要TX、RX两个IO口。在XILINX的spantan系列下编译占用的资源如图2.4，图2.4本文所编写的CAN通信模块FPGA资源占用图而opencore的源码编译完成后占用的资源明显高于本文所构建版本。对于多电机控制系统而言，减少通信系统对资源占用的意义是非常大的。图2.5opencore的CAN通信模块FPGA资源占用图
本文编号：2974365
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多电机伺服系统结构图
第2章多电机伺服系统设计18鉴于opencore的源码太过复杂，简化不易，最终选择根据BOSCH公司的CAN文档《CANSpecificationV2.0》结合实际使用情况自行编写FPGA的CAN通信。作为一个无连接的通信方式，CAN通信实现的核心问题就是数据帧的构造以及处理，因此主要的程序就是围绕数据帧的处理，将其分为数据帧生成、数据帧编码、数据帧解码、数据提娶错误应对五个模块。注意到opencore源码复杂的主要原因是设置CAN功能的寄存器过多、总线读写，所以舍弃这些设计，在FPGA初始化时自行设定CAN的波特率、CAN地址等数据帧的必要设置，同时将数据帧收发的逻辑在2.2.3所述的矢量控制主计数器的特定时刻在指定的寄存器中读写数据即可。经过简化，最终实现的CAN通信模块在保证通信质量的前提下，大幅度降低了FPGA计算资源的消耗，同时减少了电机系统与通信系统信息交流的复杂度，且只需要TX、RX两个IO口。在XILINX的spantan系列下编译占用的资源如图2.4，图2.4本文所编写的CAN通信模块FPGA资源占用图而opencore的源码编译完成后占用的资源明显高于本文所构建版本。对于多电机控制系统而言，减少通信系统对资源占用的意义是非常大的。图2.5opencore的CAN通信模块FPGA资源占用图
第2章多电机伺服系统设计18鉴于opencore的源码太过复杂，简化不易，最终选择根据BOSCH公司的CAN文档《CANSpecificationV2.0》结合实际使用情况自行编写FPGA的CAN通信。作为一个无连接的通信方式，CAN通信实现的核心问题就是数据帧的构造以及处理，因此主要的程序就是围绕数据帧的处理，将其分为数据帧生成、数据帧编码、数据帧解码、数据提娶错误应对五个模块。注意到opencore源码复杂的主要原因是设置CAN功能的寄存器过多、总线读写，所以舍弃这些设计，在FPGA初始化时自行设定CAN的波特率、CAN地址等数据帧的必要设置，同时将数据帧收发的逻辑在2.2.3所述的矢量控制主计数器的特定时刻在指定的寄存器中读写数据即可。经过简化，最终实现的CAN通信模块在保证通信质量的前提下，大幅度降低了FPGA计算资源的消耗，同时减少了电机系统与通信系统信息交流的复杂度，且只需要TX、RX两个IO口。在XILINX的spantan系列下编译占用的资源如图2.4，图2.4本文所编写的CAN通信模块FPGA资源占用图而opencore的源码编译完成后占用的资源明显高于本文所构建版本。对于多电机控制系统而言，减少通信系统对资源占用的意义是非常大的。图2.5opencore的CAN通信模块FPGA资源占用图
本文编号：2974365
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