电机伺服驱动技术的开发系统研究

发布时间：2017-07-02 05:10

  本文关键词：电机伺服驱动技术的开发系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电动机作为最主要的机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域,电机伺服驱动技术直接影响到各行各业的发展。随着我国制造业的转型,新能源产业的发展,电动机的应用将更加广泛,对电机伺服驱动技术相关方面人才的要求将会越来越高。本课题的研究就是电机伺服驱动系统的开发,本课题设计制作了一个通用电机伺服驱动平台,可用于教学,便于培养更多有关电机伺服驱动相关技术人才。首先,了解了国内外电机伺服驱动的研究现状和相关技术发展前沿方向,从便于学习电机驱动技术的角度出发,提出了电机的通用性一体化驱动方案。该方案可实现一个平台驱动多种电机,便于学习者学习多种电机的驱动技术。其次,为此系统设计了LCD显示等方便的人机接口功能,便于系统信息的查看及传感器的切换控制,从而来驱动不同种类的电机。为了便于与上位机之间通信及实时监控网络中电机的运行状况,顺应工业监控系统向网络化、智能化方向发展的要求,设计了此系统中的通信系统,包括CAN总线通信和UART串口通信。然后,在分析了步进电机工作原理的基础上,根据其基本电路方程建了其数学模型,利用Matlab/Simulink建立了两相混合式步进电机的控制系统仿真模型,通过仿真模型对其摆动特性进行了分析。摆动特性分析对研究两相混合式步进电机的最佳开环控制频率有重要意义。最后,根据提出的通用性一体化驱动方案,完成了系统硬件电路的设计制作、进行了部分电机的软件编程调试工作。本系统以微芯公司的dsPIC33F系列芯片为主控制器,采用四相逆变电路作为驱动电路,具有霍尔位置传感器、磁编码器、光电编码器、旋转变压器这四种传感器,根据驱动电机种类通过拨码开关来进行传感器的切换。同时具有保护电路、CAN总线通信、UART异步串行通信、人机接口系统等多种功能,十分方便学习者学习多种电机的驱动技术。
【关键词】：伺服驱动 通用性 一体化 电动机 通信
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM921.541
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 课题的研究背景与意义11-12
• 1.2 伺服驱动技术的国内外发展现状12-14
• 1.3 伺服驱动技术的前沿发展方向14-16
• 1.4 论文主要研究内容16-18
• 第2章 电机伺服驱动开发系统总体实现方案18-25
• 2.1 系统主要功能要求及技术指标18-20
• 2.2 电机的驱动技术方案研究20-22
• 2.3 电机伺服驱动技术开发系统总体实现方案22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 电机伺服驱动技术开发系统人机接口系统开发25-37
• 3.1 键盘原理及其接口技术25-28
• 3.2 显示器原理及其接口技术28-29
• 3.3 电机伺服驱动开发系统的人机接口技术开发29-32
• 3.4 电机伺服驱动开发系统的人机界面设计32-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 电机伺服驱动技术开发系统通信系统开发37-46
• 4.1 系统通信系统介绍37
• 4.2 CAN总线在本开发系统中的应用37-44
• 4.3 异步串行通信UART在本开发系统中的应用44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 基于步进电机的电机驱动特性研究46-60
• 5.1 两相混合式步进电机的结构及工作原理46-50
• 5.2 混合式步进电机的数学模型50-54
• 5.3 混合式步进电机的摆动特性仿真模型54-56
• 5.4 摆动特性仿真结果分析56-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第6章 电机伺服驱动技术开发系统模块设计60-73
• 6.1 系统部分硬件设计60-64
• 6.2 系统部分程序设计64-70
• 6.3 PCB板的制作70-72
• 6.4 本章小结72-73
• 第7章 总结与展望73-75
• 7.1 总结73
• 7.2 展望73-75
• 参考文献75-79
• 附录79-81
• 攻读学位期间的研究成果81-82
• I. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文81
• II. 作者在攻读硕士学位期间申请的国家专利81-82
• 致谢82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 杨孝敬;林青松;;基于PSD的多电机速度伺服驱动控制研究[J];计算机测量与控制;2013年11期

2 周亚芹;李维嘉;赵勇刚;;交流伺服电机驱动器的优化控制研究[J];武汉理工大学学报;2012年12期

3 肖永清;;谈工业控制电气伺服驱动技术及其发展[J];机床电器;2012年05期

4 郭雯婷;;一种嵌入式系统液晶显示菜单结构的实现方法[J];系统仿真技术;2010年01期

5 刘川;刘景林;;基于Simulink仿真的步进电机闭环控制系统分析[J];测控技术;2009年01期

6 黄声华;吴芳;;永磁交流伺服系统国内外发展概况[J];微特电机;2008年05期

7 宋晓辉;叶桦;丁昊;;基于单片机的多级菜单实现方法改进[J];东南大学学报(自然科学版);2007年S1期

8 李烨,严欣平;永磁同步电动机伺服系统研究现状及应用前景[J];微电机(伺服技术);2001年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 张筑亚;电动式机械负载模拟器开发[D];东华大学;2015年

2 吴家彪;电机伺服驱动系统及其参数辨识研究[D];浙江大学;2013年

3 于水乐;基于DSP的交流永磁同步电机伺服控制系统的研究[D];南京航空航天大学;2012年

4 沈涛;基于DSP的永磁同步电机伺服控制系统研发[D];南京航空航天大学;2008年

5 李长兵;基于DSP控制技术的交流伺服驱动器研究[D];广东工业大学;2005年

  本文关键词：电机伺服驱动技术的开发系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：508630