经济型永磁伺服系统设计研究
本文关键词:经济型永磁伺服系统设计研究 出处:《华中科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:伺服系统自诞生之日起,已经被广泛应用于国民生产的各行各业中,永磁同步伺服系统由于永磁同步电机的兴起获得了巨大的关注,随着高性能数字化控制系统的不断研究进步,也得到了愈好的发展,是未来伺服系统的发展趋势。本文结合企业项目需求,对永磁同步伺服系统展开研究,旨在完成一套自主设计实现的高效、稳定控制系统,并对实现过程进行研究整理。从伺服系统的背景介绍入手,文章对永磁同步伺服系统的发展概况进行了阐述并介绍各种控制策略。进一步搭建数学模型的基础上,完成了伺服系统的仿真和实验。其中对矢量控制和直接转矩控制分别进行了仿真与对比,由于后者的转矩脉动在低速下明显偏大,更倾向于选择矢量控制。为了降低成本、减小系统体积,突出经济型伺服系统的生产目标,本文采用了电阻采样电流的方法代替一般的电流传感器,在文章中对该方法的原理进行了分析,并在仿真与实验中均取得了良好的效果,可以达到项目的预期目标。此外,将MOSFET作为开关器件,也可适用于小功率产品,仅使用一块控制板单电源供电驱动整个系统,操作简单。本文重点详细介绍了该永磁同步伺服系统的硬件设计和软件实现,并对项目进行中的一些问题进行了经验总结。硬件调试是系统的基础,极大的影响着后续工作的进展,而程序编写可以对各个功能模块逐个突破,一步步完成系统的功能组件。智能化设备是现今控制系统的发展方向,所以人机交互必不可少,在该项目中,分别调试了232串口通讯和CAN通讯,实现了上位机与下位机的交流,使得产品易操作、易控制。最后,对整个永磁同步伺服系统在特定工况下的实验情况进行整理分析,表明其能够完成项目的要求,并进一步的对系统的后续发展进行了展望。
[Abstract]:Since the birth of servo system, has been widely used in various industries produced by Yu Guomin, permanent magnet synchronous servo system due to the rise of permanent magnet synchronous motor has received great attention. With the continuous development of high performance digital control system, the better the development, is the future development trend of servo system. In this paper, the permanent magnet synchronous servo system is studied according to enterprise project requirements. The purpose of this paper is to complete a set of highly efficient and stable control system which is designed and realized independently, and to study and sort out the realization process, starting with the background introduction of servo system. In this paper, the development of permanent magnet synchronous servo system is described and various control strategies are introduced. The simulation and experiment of servo system are completed. The vector control and direct torque control are simulated and compared respectively, because the torque ripple of the latter is obviously larger at low speed. In order to reduce the cost, reduce the volume of the system and highlight the production goal of the economical servo system, this paper adopts the method of resistive sampling current instead of the general current sensor. In this paper, the principle of this method is analyzed, and good results are obtained in both simulation and experiment, which can achieve the expected goal of the project. In addition, MOSFET is used as switch device. It can also be used in small power products. Only one control board is used to drive the whole system. The hardware design and software implementation of the permanent magnet synchronous servo system are introduced in detail in this paper. Hardware debugging is the basis of the system, which greatly affects the progress of follow-up work, and the programming can break through each functional module one by one. Intelligent equipment is the development direction of current control system, so human-computer interaction is essential. In this project, the serial port communication and CAN communication are debugged respectively. The communication between the upper computer and the lower computer is realized, which makes the product easy to operate and control. Finally, the experiment of the whole permanent magnet synchronous servo system under the specific working condition is analyzed. It shows that the system can fulfill the requirements of the project, and the further development of the system is prospected.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM921.541
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本文编号:1410378
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