伺服系統(tǒng)運行過程中,負載慣量不能辨識、扭轉(zhuǎn)振動無法抑制是伺服控制領域中非常常見的問題,不僅大幅降低伺服控制精度,而且影響了控制速度的提升。鑒于此,本文圍繞高性能伺服驅(qū)動關(guān)鍵技術(shù)展開,在完成高性能伺服平臺性能評價的基礎上,研究并實現(xiàn)了轉(zhuǎn)動慣量在線辨識和扭轉(zhuǎn)振動自適應抑制技術(shù)。論文主要分為四個部分:第一部分在介紹了永磁同步電機的數(shù)學模型的基礎上,詳細分析了SVPWM原理及矢量控制技術(shù);第二部分根據(jù)伺服驅(qū)動器所使用的軟硬件平臺,對矢量控制核心模塊和伺服平臺進行分析,進而給出了伺服平臺的性能評估結(jié)果,該結(jié)果使得開發(fā)人員對軟硬件平臺以及矢量控制算法的選擇會有比較明確的參考標準;第三部分首先介紹了模型參考自適應技術(shù)和離散跟蹤微分器技術(shù),然后結(jié)合兩者利用simulink完成了電機轉(zhuǎn)動慣量在線辨識的仿真實驗,最后在伺服平臺上部署實現(xiàn),實驗結(jié)果表明該方法辨識結(jié)果精確、辨識速度較快,具有良好的抗干擾性能;第四部分首先介紹了自適應扭轉(zhuǎn)振動的抑制原理,然后對自適應陷波器技術(shù)進行分析并給出了該技術(shù)實現(xiàn)過程,最后利用simulink搭建仿真模型,對自適應陷波器的振動抑制效果進行測試,實驗結(jié)果表明所設計的自適應陷波器可以有效抑制電機扭轉(zhuǎn)振動。本文以高性能伺服驅(qū)動為目標,研究和實現(xiàn)了高性能伺服平臺評估、電機轉(zhuǎn)動慣量在線辨識、電機扭轉(zhuǎn)振動自適應抑制這三個關(guān)鍵技術(shù),為高性能伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設計提供了解決思路。
【學位單位】：中國科學院研究生院(沈陽計算技術(shù)研究所)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TM341;TM921.541
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第一章 緒論
    1.1 高性能伺服驅(qū)動關(guān)鍵技術(shù)概述
    1.2 課題研究背景及意義
    1.3 課題研究內(nèi)容及目標
    1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
    1.5 本章小結(jié)
第二章 永磁同步電機矢量控制技術(shù)
    2.1 引言
    2.2 永磁同步電機數(shù)學模型
        2.2.1 永磁同步電機結(jié)構(gòu)
        2.2.2 永磁同步電機基本方程
    2.3 永磁同步電機矢量控制
        2.3.1 矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.3.2 坐標變換
    2.4 SVPWM原理
        2.4.1 基本電壓矢量
        2.4.2 基本電壓矢量作用時間
        2.4.3 空間矢量切換點計算
    2.5 本章小結(jié)
第三章 高性能伺服平臺分析及性能評價
    3.1 引言
    3.2 矢量控制核心模塊分析
    3.3 矢量控制時間復雜性分析
    3.4 DSP平臺分析
        3.4.1 硬件平臺分析
        3.4.2 軟件平臺分析
    3.5 性能評價
        3.5.1 不同載波頻率下各控制模塊對CPU的占用率
        3.5.2 不同存儲器中運行控制算法的CPU負載率
    3.6 本章小結(jié)
第四章 永磁同步電機轉(zhuǎn)動慣量在線辨識
    4.1 引言
    4.2 模型參考自適應技術(shù)
        4.2.1 模型參考自適應原理
        4.2.2 模型參考自適應算法設計
    4.3 離散跟蹤微分器技術(shù)
    4.4 仿真實驗
    4.5 伺服平臺上驗證分析
        4.5.1 整體結(jié)構(gòu)關(guān)系及實驗方案
        4.5.2 代碼實現(xiàn)
        4.5.3 實驗結(jié)果與分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 永磁同步電機扭轉(zhuǎn)振動抑制
    5.1 引言
    5.2 扭轉(zhuǎn)振動分析及自適應抑制原理
        5.2.1 扭轉(zhuǎn)振動的動特性分析
        5.2.2 扭轉(zhuǎn)振動自適應抑制原理
    5.3 快速傅里葉變換
        5.3.1 基-2FFT原理
        5.3.2 基-2FFT算法實現(xiàn)
    5.4 陷波器設計
    5.5 仿真實驗
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)束語
參考文獻
發(fā)表文章
致謝

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本文編號：2839013