机器人用永磁同步电机伺服系统设计

发布时间：2024-06-02 00:05

　　工业机器人作为《中国制造2025》中规定的十大战略领域之一,在制造业中占据着重要地位。交流伺服系统作为工业机器人的核心部件,其性能直接关乎工业机器人性能的优劣。国内交流伺服技术相对落后,具有自主知识产权的交流伺服系统在国内所占市场份额较低。因此,研究机器人用永磁同步电机伺服系统具有重要的理论和工程应用价值。本文分析了粒子群算法的基本理论和现有的改进方法,提出了一种适用于控制器参数优化的改进混合粒子群算法,并在MATLAB/Simulink环境下对其性能进行了仿真验证。仿真结果表明,本文提出的改进混合粒子群算法在对工业中常见系统进行控制器参数优化时具有稳定良好的性能。对机器人用永磁同步电机伺服系统进行了优化设计。确定伺服系统的整体结构后,在速度环控制中采用了基于激素调节的生物智能控制器,在位置环控制中引入了前馈补偿,将改进混合粒子群算法应用于速度和位置控制器的参数优化,并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真验证。仿真结果表明,经过优化设计的伺服系统较原先具有更优良的性能。以TMS320F28335为核心控制芯片设计了实验系统硬件电路,在CCS7.0环境下对伺服系统优化设计完成...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1我国目前工业机器人和伺服控制领域市场情况

我国在伺服控制领域起步较晚，与国外同行在技术上和市场份额上都差距较大。据统计，截止到目前为止，在我国伺服控制系统市场中，国外品牌市场份额占比高达80%，而国产品牌仅占据20%，如图1-1（b）所示。这给我国独立研制具有自主知识产权的工业机器人带来了巨大的挑战。（a）2017....

图1-2日本品牌伺服系统

3（a）松下MINASA6（b）安川Σ-7（c）发那科αi-B图1-2日本品牌伺服系统欧美品牌在高端设备和成套生产线方面具有很强的竞争力，其市场策略定位为高性能、高价格，且主推全套自动化解决方案[9]。图1-3（a）为博世力士乐的IndraDriveMi分布式伺服....

图1-3欧美品牌伺服系统

图1-3（a）为博世力士乐的IndraDriveMi分布式伺服系统，该系统可通过一根混合式连接电缆，将多达20台超紧凑型伺服驱动器连接起来，这种设计方案可节省85%的布线量，灵活实现机器功能扩展。图1-3（b）为罗克韦尔的Kinetix系列伺服驱动器，该系列控制器可....

图1-4国内品牌伺服系统

东南大学工程硕士学位论文4图1-4（c）是清能德创的CoolDriveA8系列伺服系统，该系统控制模式可实时切换，以满足不同终端应用的控制精度，并采用了加速度、速度前馈控制技术，提高了系统动态响应。（a）汇川IS620P（b）埃斯顿ProNet（c）清能德创CoolDr....

本文编号：3986575