面向全电动舵机闭环控制及高速通信系统的研究
[Abstract]:As a high precision servo system, electric steering gear has the advantages of simple structure and small size. Compared with brushless DC motor, AC permanent magnet synchronous servo motor (PMSM) is used as driving unit in this paper, which has less torque ripple, wider speed range, faster instruction response, higher running efficiency and higher positioning accuracy. The AC servo system of electric steering gear has become the developing trend of electric steering gear. EtherCAT Ethernet technology is used to realize real time and high speed communication between AC servo system of multi-electric steering gear, and the communication system with master station as instruction can be completed. In this paper, the AC servo system of the electric steering gear is analyzed. The AC permanent magnet synchronous motor which meets the requirements of the speed and torque of the electric steering gear is analyzed and machined by JMAG simulation. The control system with high performance MCU as the control core is designed. The small-volume high-precision magnetoelectric encoder is used as the end position feedback of the motor. Using EtherCAT Ethernet communication, using ESC slave station equipment, the AC servo system between master station and slave station is completed, and the high speed real-time communication between main station and slave station is realized. The mathematical model of AC permanent magnet synchronous motor is analyzed. The closed-loop control transfer function of AC permanent magnet synchronous motor (PMSM) is designed, including current loop, speed loop and position loop. In the control strategy of AC servo system of electric steering gear, the feedforward control strategy is adopted to make it have the characteristics of high response and follow command, and the control strategy of two degrees of freedom is adopted to make it have anti-interference characteristic. Finally, the system experimental platform is built to debug the EtherCAT communication system, and the speed loop and current loop control parameters of PMSM are debugged to meet the requirements of current response and speed. The control parameters of AC servo system, such as feedforward and two degrees of freedom, are debugged by the commonly used high-speed positioning experiment, which makes the electric steering gear have better response characteristics at high speed. At the same time, the sinusoidal command following system experiment is carried out on the AC servo system of electric steering gear. The experimental results show that the electric steering gear with AC servo system has good response characteristics and command following characteristics.
【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】:2014
【分类号】:TM341;TP273
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本文编号:2205587
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