一类伺服系统驱动与控制关键技术研究与实现
发布时间：2021-09-12 11:30
未来现代化高技术战争对武器装备提出了更高的要求,承担远程压制任务的多管火箭炮,射程越来越远,精度越来越高,连续发射时惯量和负载力矩变化非常大;承担对空防御的弹炮结合防空武器系统,所抗击的机动目标速度越来越快、机动性越来越强,对防空武器系统的快速反应能力和跟踪精度要求大大提高。作为武器装备重要组成部分的伺服系统向着数字化、网络化和智能化的方向发展,伺服系统的快速性、稳态精度、鲁棒性等决定了整个武器系统的性能,伺服系统的设计和控制面临着新的挑战。为满足新型武器装备研制的需求,本文研究了一类地面发射武器装备伺服系统的若干关键技术,设计并实现了数字化、网络化、一体化电机驱动控制器,基于特征建模的思想和离散滑模控制方法完成了伺服系统建模和控制器设计,通过仿真和实验验证了模型的正确性和控制策略的有效性,本文主要内容如下:针对新型武器装备伺服系统的需求,为解决传统地炮、高炮伺服系统电机驱动器和位置控制器结构分离,标准化和通用性差,维修和保障困难的问题,提出了一种数字化、网络化永磁同步电机驱动与控制一体化伺服系统设计方案,通过现场总线将一体化电机驱动控制器、负载检测模块和上位机相连,构成网络化伺服系统...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２．１美国研制的电磁炮原型机?图１．２．２美国Ｍ２７０式多管火箭炮??在近防防空武器系统方面，交流伺服系统由于惯量小、响应快，成为防空武器伺服??
图１．２．３俄罗斯＂卡什坦＂近防武器系统?图１．２．４国产１１３０型近防炮??１．２．２?—体化驱动控制器的研究现状??在武器伺服系统中，驱动和控制电机运行的电机驱动控制器是系统的重要组成部??分，其性能优劣直接影响到整个系统的控制性能。未来战场复杂的工作环境对电机驱动??控制器的可靠性和控制性能提出了更高的要求。采用网络化、一体化设计方案可简化系??绕结构，提高系统的可靠性和可维护性。同时，利用高性能数字芯片进行数字化设计，??可实现复杂控制算法，进一步提高系统的控制性能和鲁棒性。永磁同步电机驱动控制器??正朝着数字化、网络化、一体化方向迅速发展，将在武器伺服系统中扮演越来越重要的??角色。??目前，欧美发达国家在永磁同步电机驱动控制器的设计和制造方面仍处于世界先进??水平，其产品已在工业和军工等众多领域得到广泛应用。如美国科尔摩根公司可提供多??种系列，不同规格的永磁同步电机和驱动器产品，其中伺服驱动器包括Ｓ６００、ＡＫＤ等??系列产品，可根据不同的应用需求进行选择，具有控制精度高、可靠性强的特点。目前，??已有多家国外厂家推出内置智能控制器、参数自整定控制器等高性能控制策略的电机驱??
图２．２．１?—体化永破同步电机驱动控制器硬件总体组成结构框團??化?＞１、！、－巧￣ｊ?化＊巧换?Ｉ?讯．＿．打＿＿?ＤＣ－ＤＣ。Ｉ?１｜?－Ａｆ??■???ｆｉ?巧?？？??ＲＳ－２３２?Ｉ?１?？?ｗＵ?Ｉ?尸???：＿＿Ｊ＾ＬＤ?ＪＬ?化????＊?：化?Ｉ?Ｍ５７Ｉ４０?￣￣￣Ｎ?ｔ??＾?Ｌ?二－Ｊ￣￣ｎ?１???——
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机伺服系统的自适应滑模最大转矩/电流控制[J]. 卢涛,于海生,山炳强,迟洁茹. 控制理论与应用. 2015(02)
[2]一种基于特征模型的自适应离散滑模控制[J]. 钟华,潘金文,王永. 信息与控制. 2015(01)
[3]Characteristic model-based H2/H∞ robust adaptive control during the re-entry of hypersonic cruise vehicles[J]. HUANG Huang,ZHANG Zhao. Science China（Information Sciences）. 2015(01)
[4]基于反推控制的永磁同步电动机速度的模糊控制[J]. 刘栋良,崔言飞,赵晓丹,陈镁斌. 电工技术学报. 2014(11)
[5]基于修正LuGre模型的自适应鲁棒控制在机电伺服系统中的应用[J]. 吴跃飞,马大为,姚建勇,乐贵高. 机械工程学报. 2014(22)
[6]Characteristic model-based all-coefficient adaptive control for automatic train control systems[J]. GAO ShiGen,DONG HaiRong,NING Bin. Science China（Information Sciences）. 2014(09)
[7]国外舰载弹炮结合武器系统现状及发展研究[J]. 杨光,孟庆操,刘春来. 舰船电子工程. 2014(08)
[8]新概念武器的现状与发展趋势[J]. 王明东,王天祥. 四川兵工学报. 2014(06)
[9]基于动态滑模控制的永磁同步电机位置速度一体化设计[J]. 许叙遥,林辉. 电工技术学报. 2014(05)
[10]Adaptive Robust Motion Trajectory Tracking Control of Pneumatic Cylinders with LuGre Model-based Friction Compensation[J]. MENG Deyuan,TAO Guoliang,LIU Hao,ZHU Xiaocong. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2014(04)
博士论文
[1]高性能永磁同步电机控制方法的研究[D]. 张文娟.湖南大学 2014
[2]基于滑模变结构方法的永磁同步电机控制问题研究及应用[D]. 齐亮.华东理工大学 2013
[3]基于现代控制理论的永磁同步电机控制研究[D]. 钱苗旺.中国矿业大学 2013
[4]永磁同步电机多参数在线辨识研究[D]. 刘侃.湖南大学 2011
本文编号：3394146
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２．１美国研制的电磁炮原型机?图１．２．２美国Ｍ２７０式多管火箭炮??在近防防空武器系统方面，交流伺服系统由于惯量小、响应快，成为防空武器伺服??
图１．２．３俄罗斯＂卡什坦＂近防武器系统?图１．２．４国产１１３０型近防炮??１．２．２?—体化驱动控制器的研究现状??在武器伺服系统中，驱动和控制电机运行的电机驱动控制器是系统的重要组成部??分，其性能优劣直接影响到整个系统的控制性能。未来战场复杂的工作环境对电机驱动??控制器的可靠性和控制性能提出了更高的要求。采用网络化、一体化设计方案可简化系??绕结构，提高系统的可靠性和可维护性。同时，利用高性能数字芯片进行数字化设计，??可实现复杂控制算法，进一步提高系统的控制性能和鲁棒性。永磁同步电机驱动控制器??正朝着数字化、网络化、一体化方向迅速发展，将在武器伺服系统中扮演越来越重要的??角色。??目前，欧美发达国家在永磁同步电机驱动控制器的设计和制造方面仍处于世界先进??水平，其产品已在工业和军工等众多领域得到广泛应用。如美国科尔摩根公司可提供多??种系列，不同规格的永磁同步电机和驱动器产品，其中伺服驱动器包括Ｓ６００、ＡＫＤ等??系列产品，可根据不同的应用需求进行选择，具有控制精度高、可靠性强的特点。目前，??已有多家国外厂家推出内置智能控制器、参数自整定控制器等高性能控制策略的电机驱??
图２．２．１?—体化永破同步电机驱动控制器硬件总体组成结构框團??化?＞１、！、－巧￣ｊ?化＊巧换?Ｉ?讯．＿．打＿＿?ＤＣ－ＤＣ。Ｉ?１｜?－Ａｆ??■???ｆｉ?巧?？？??ＲＳ－２３２?Ｉ?１?？?ｗＵ?Ｉ?尸???：＿＿Ｊ＾ＬＤ?ＪＬ?化????＊?：化?Ｉ?Ｍ５７Ｉ４０?￣￣￣Ｎ?ｔ??＾?Ｌ?二－Ｊ￣￣ｎ?１???——
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机伺服系统的自适应滑模最大转矩/电流控制[J]. 卢涛,于海生,山炳强,迟洁茹. 控制理论与应用. 2015(02)
[2]一种基于特征模型的自适应离散滑模控制[J]. 钟华,潘金文,王永. 信息与控制. 2015(01)
[3]Characteristic model-based H2/H∞ robust adaptive control during the re-entry of hypersonic cruise vehicles[J]. HUANG Huang,ZHANG Zhao. Science China（Information Sciences）. 2015(01)
[4]基于反推控制的永磁同步电动机速度的模糊控制[J]. 刘栋良,崔言飞,赵晓丹,陈镁斌. 电工技术学报. 2014(11)
[5]基于修正LuGre模型的自适应鲁棒控制在机电伺服系统中的应用[J]. 吴跃飞,马大为,姚建勇,乐贵高. 机械工程学报. 2014(22)
[6]Characteristic model-based all-coefficient adaptive control for automatic train control systems[J]. GAO ShiGen,DONG HaiRong,NING Bin. Science China（Information Sciences）. 2014(09)
[7]国外舰载弹炮结合武器系统现状及发展研究[J]. 杨光,孟庆操,刘春来. 舰船电子工程. 2014(08)
[8]新概念武器的现状与发展趋势[J]. 王明东,王天祥. 四川兵工学报. 2014(06)
[9]基于动态滑模控制的永磁同步电机位置速度一体化设计[J]. 许叙遥,林辉. 电工技术学报. 2014(05)
[10]Adaptive Robust Motion Trajectory Tracking Control of Pneumatic Cylinders with LuGre Model-based Friction Compensation[J]. MENG Deyuan,TAO Guoliang,LIU Hao,ZHU Xiaocong. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2014(04)
博士论文
[1]高性能永磁同步电机控制方法的研究[D]. 张文娟.湖南大学 2014
[2]基于滑模变结构方法的永磁同步电机控制问题研究及应用[D]. 齐亮.华东理工大学 2013
[3]基于现代控制理论的永磁同步电机控制研究[D]. 钱苗旺.中国矿业大学 2013
[4]永磁同步电机多参数在线辨识研究[D]. 刘侃.湖南大学 2011
本文编号：3394146
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