自动巡航电动力（AGV）电机驱动系统的研制

发布时间：2017-07-16 14:23

  本文关键词：自动巡航电动力（AGV）电机驱动系统的研制

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【摘要】：随着经济的快速发展,劳动力的不足逐渐凸显。自动巡航电动车(Automated Guided Vehicle-AGV)在工厂、港口和物流仓库等劳动力需求多的地方受到极大的欢迎,AGV在节省劳动力的同时具有无污染、灵活便捷、效率高等优势,已成为现代化工厂中不可或缺的一员。为完成工厂内货物搬运等运输功能,特别在宽调速范围实现多种路径运行,需通过AGV两车轮的速度差完成,从而对电机提出较的高动态性能。永磁同步电机具有调速范围宽、动态性能好、效率高和噪音小等优点,是作为AGV驱动电机最佳的选择。本课题受企业委托,研制AGV电机驱动器。通过实验平台测试和模拟现场运行,验证了采用基于极坐标d轴电压补偿矢量控制方法的可行性。综合AGV电机驱动器的研制要求,本设计做了以下工作:(1)通过对永磁同步电机的原理和数学模型理解与分析,以提高电机动态性能为控制目标,研制VEXTA电机驱动器。通过采用了基于极坐标d轴电压补偿的永磁同步电机矢量控制系统,满足AGV运行要求。(2)设计了以8T6STM32F103C为主控芯片的驱动器硬件电路,主要包括:辅助电源电路、8T6STM32F103C及其外围电路、主电路及其驱动电路、检测电路。(3)根据AGV电机驱动器的设计要求,在IAR编程环境下完成整个控制系统的软件。通过程序完成电机转子初始角度和校正角度的确定、电机转子角度的实时计算、电机速度的检测与计算,基于极坐标d轴电压补偿矢量控制算法以及相应的保护程序。在硬件和软件设计基础上,对驱动器进行调试实验。在实验室运行正常的基础上在模拟现场的直线、弯道、岔路、汇合路和路坎等路径进行不同速度的AGV空载和带载运行及平稳度测试,测试结果都符合模拟现场运行要求,进一步验证采用基于极坐标d轴电压补偿矢量型驱动器的正确性。
【关键词】：AGV 永磁同步电机 矢量型控制器 初始角度 校正角度
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM341;TP23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abatract5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 AGV发展概况10-11
• 1.2 永磁电机的分类11-12
• 1.3 永磁同步电机控制技术的发展概况12-13
• 1.4 永磁同步电机调速方法的分类13-14
• 1.5 论文的研究目标14-15
• 1.6 论文的各章概要介绍15-16
• 第二章 永磁同步电机矢量控制理论16-28
• 2.1 永磁同步电机的数学模型16-19
• 2.2 永磁同步电机矢量控制原理19-22
• 2.3 基于极坐标d轴电压补偿的矢量控制方式22-23
• 2.4 空间电压矢量PWM（SVPWM）控制技术23-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 AGV电机驱动器硬件设计28-40
• 3.1 永磁同步电机驱动器硬件框图28
• 3.2 辅助电源电路28-30
• 3.3 STM32F103C8T6及其外围电路30-32
• 3.4 主电路及其驱动电路32-35
• 3.4.1 主电路32-33
• 3.4.2 驱动电路33-35
• 3.5 直流母线电流检测电路及过流保护电路35-36
• 3.6 霍尔检测电路36-37
• 3.7 接口电路37-39
• 3.7.1 电池电压检测电路37
• 3.7.2 速度给定检测电路37-38
• 3.7.3 刹车检测电路38
• 3.7.4 485 通信电路38-39
• 3.8 本章小结39-40
• 第四章 AGV电机驱动器软件设计40-61
• 4.1 CPU模块及其初始化40-43
• 4.2 驱动器主程序流程图43-44
• 4.3 中断子程序流程图44-46
• 4.3.1 TIM1中断程序流程图44-45
• 4.3.2 TIM2中断程序流程图45-46
• 4.4 转子初始位置角度的确定46-50
• 4.5 转子位置实时角度确定50-53
• 4.6 电机转子速度计算53-55
• 4.7 极坐标下的合成电压矢量幅值及其与d轴夹角的计算55-60
• 4.8 本章小结60-61
• 第五章 实验结果与分析61-75
• 5.1 驱动器实验61-64
• 5.1.1 实验平台61-62
• 5.1.2 电机及其接口62
• 5.1.3 驱动器接口图62-63
• 5.1.4 驱动器实验波形63-64
• 5.2 模拟现场AGV及运行路线介绍64-69
• 5.2.1 AGV结构及模拟现场运行方式64-65
• 5.2.2 模拟现场运行路线图65-66
• 5.2.3 速度设置界面66-67
• 5.2.4 AGV平稳度测试67-68
• 5.2.5 加载装置68-69
• 5.3 突加减负载实验69
• 5.4 带载实验69-71
• 5.5 动态跟随响应实验71-72
• 5.6 模拟现场空载运行72-74
• 5.7 模拟现场带载运行74
• 5.8 本章小结74-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 总结75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 攻读学位期间的研究成果81-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：549125