被动式力矩伺服系统控制技术的研究

发布时间：2020-03-22 22:07

【摘要】：随着新型农业、医疗系统及机器人等新兴产业的发展,市场对负载模拟器需求及其核心控制技术要求越来越大。被动式力矩伺服控制技术作为负载模拟器核心技术,研究和发展被动式力矩伺服控制技术是完全有需求和必要的。与此同时,在传统电机工业的发展中,电机测试技术的推进,可以优化改良电机系统性能,而被动式力矩伺服系统作为测式技术的基石,所以本文对电机测试系统中加载电机控制系统及其控制算法进行了研究。具体内容如下:根据转矩平衡方程的数学模型可知通过合理调节被测电机负载转矩可以对等效惯量模拟。为了验证这一猜想,需要搭建相应的模拟平台并进行仿真实验与仿真波形分析。为了使测试系统始终具备良好的动态响应,对系统转动惯量进行了辨识。目前在线辨识精度较高的两种方法:带遗忘因子的最小二乘与模型参考自适应辨识算法来。在Simulink平台上分别搭建两种辨识算法的仿真模型,通过仿真结果对电机惯量辨识效果进行对比分析,来选定最佳的在线辨识算法。设计转矩速度曲线拟合(Fitting of torque speed curve,FOTSC)控制算法的仿真模型。根据该算法的数学模型可知,将该算法引入到被动式力矩伺服控制系统并实时惯量辨识,然后通过合理调节负载转矩和速度控制器,让加载电机可以对转动惯量与负载力矩无静差模拟。然后在搭建的仿真模型中验证上述猜想。在搭建的实验平台中硬件部分将采用TI公司的DSPx28335芯片作为主控芯片,然后通过CCS6.0仿真调试平台,来检验FOTSC控制算法的优良性。实验具体步骤将分为三步:第一步将进行满载高速实验,第二步将进行满载低速实验,第三步将进行切载实验。
【图文】：

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文表 2-1 电机 ID100 参数表参数名 数值 参数名 数值额定功率(W) 400 额定电压(V) 200额定电流(A) 2 额定转速(r/min) 3000额定转矩(N·m) 1.27 定子电阻(Ω) 4.44定子电感(mH) 7.93 极对数 4转动惯量(kg·m2) 0.000105 转矩系数 0.64根据式（2-1）~（2-4）以及小节 2.4.1 介绍的空间矢量控制原理，，根 Matlab/Simulink 仿真平台下，搭建测试电机带实物负载仿真模型和测模拟负载仿真模型分别如图 2-10、图 2-11 所示。

额定电流(A) 2 额定转速(r/min) 3000定转矩(N·m) 1.27 定子电阻(Ω) 4.44定子电感(mH) 7.93 极对数 4动惯量(kg·m2) 0.000105 转矩系数 0.64根据式（2-1）~（2-4）以及小节 2.4.1 介绍的空间矢量控制原理，根 Matlab/Simulink 仿真平台下，搭建测试电机带实物负载仿真模型和测模拟负载仿真模型分别如图 2-10、图 2-11 所示。图 2-10 测试电机带实物负载仿真模型
【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】：2018
【分类号】：TM921.541

【参考文献】

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4 李瑞;王明艳;;电动负载模拟器抑制多余力的结构补偿控制[J];机床与液压;2013年03期

5 张永鑫;杨喜军;姜建国;;高能效比互馈对拖测试平台的仿真研究[J];伺服控制;2010年01期

6 张永鑫;杨喜军;姜建国;;永磁同步电动机互馈对拖测试平台的研究[J];电机与控制应用;2010年02期

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本文编号：2595697