發(fā)布時(shí)間：2020-12-26 18:15

　　在保證加工質(zhì)量的前提下,不斷提升加工速度是數(shù)控領(lǐng)域永恒追求目標(biāo)。作為數(shù)控機(jī)床的控制核心,永磁同步伺服系統(tǒng)的性能直接影響著機(jī)床的加工質(zhì)量。傳統(tǒng)的PI控制方式無(wú)法保證系統(tǒng)的持久性能,若外界工況發(fā)生變化,會(huì)造成系統(tǒng)轉(zhuǎn)速波動(dòng)大,而且恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)。因此,本文對(duì)伺服系統(tǒng)控制參數(shù)優(yōu)化方法展開研究,其主要研究?jī)?nèi)容如下:1、介紹了矢量控制策略,建立控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,分析了各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。利用極點(diǎn)對(duì)消法和目標(biāo)系統(tǒng)比對(duì)方法,依次設(shè)計(jì)了電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的控制參數(shù)初值,并從時(shí)域和頻域分析了三環(huán)的響應(yīng)性能;2、通過(guò)理論分析證明,采用基于SRM(單形替換法)進(jìn)行離線控制參數(shù)優(yōu)化,選用了能反映系統(tǒng)綜合性能的ITAE(時(shí)間與絕對(duì)誤差的積分)評(píng)價(jià)函數(shù)。同時(shí),利用SIMULINK軟件與PSO、ZN算法進(jìn)行了仿真對(duì)比,結(jié)果證實(shí)了SRM的有效性;3、為了提高系統(tǒng)對(duì)外界工況的魯棒性,采用基于FC(模糊控制)進(jìn)行在線控制參數(shù)優(yōu)化。通過(guò)建立49種模糊控制規(guī)則,得到速度誤差及其變化與控制參數(shù)增量的關(guān)系。在空載和突加載的工況下,與傳統(tǒng)PI控制進(jìn)行仿真對(duì)比,結(jié)果證明了FC方法能提高系統(tǒng)的響應(yīng)性能和自適應(yīng)能力;4、搭建了永磁同步伺服系統(tǒng)... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電流環(huán)階躍響應(yīng)

22qPCV VsICV VLKK TRKK T （2-4）最后得到的電流環(huán)開環(huán)函數(shù)如下：( )( 1)V ICACRs VK KG SR S T S （2-5）2.2.2 電流環(huán)仿真性能分析在 MATLAB/SIMULINK 中建立電流環(huán)模型，代入式（2-6）中求得的控制參數(shù)，進(jìn)行時(shí)域和頻域性能仿真分析。電流環(huán)階躍響應(yīng)和幅頻響應(yīng)曲線如下圖所示。由仿真結(jié)果可以得出，電流在 1.0ms 就已經(jīng)響應(yīng)。電流環(huán)響應(yīng)迅速，超調(diào)小，穩(wěn)態(tài)誤差僅為 0.3%。帶寬頻率為 321.4Hz，帶寬越寬，系統(tǒng)能處理的頻率越多，系統(tǒng)響應(yīng)越快。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文聯(lián)立方程進(jìn)行求解，得到：（2-10）其中：n 為伺服系統(tǒng)裝置角頻率， 為伺服系統(tǒng)裝置阻尼比。2.3.2 速度環(huán)仿真性能分析速度環(huán)仿真性能分析與電流環(huán)類似，建立模型并進(jìn)行時(shí)頻域仿真，結(jié)果如下圖所示。電機(jī)在 16.1ms 時(shí)就達(dá)到了 995rpm，速度無(wú)超調(diào)，穩(wěn)態(tài)誤差 ess =0.5%，帶寬頻率為 54.1Hz。22 ( / / ) 12n INPNl n f fnn l CL onINnBKKK P KJ B T K TK

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]永磁伺服電機(jī)模糊PID自整定SVPWM控制研究[J]. 馬立新,范洪成,黃陽(yáng)龍.  電子測(cè)量技術(shù). 2016(06)
[2]基于DSP的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 高嵩,史激特,李長(zhǎng)紅,陳超波.  測(cè)控技術(shù). 2016(04)
[3]基于二自由度內(nèi)�？刂频挠来磐诫妱�(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速環(huán)研究[J]. 孟釗,李好文,閆莉.  微特電機(jī). 2016(03)
[4]基于DSP的二軸轉(zhuǎn)臺(tái)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 鄭艷文,王彤宇,林琳,黃郁馨,范根新.  機(jī)電工程. 2013(02)
[5]基于TMS320LF2812的永磁同步交流伺服系統(tǒng)[J]. 王子濤,王家軍,郭超.  機(jī)電工程. 2012(09)

博士論文
[1]永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障診斷技術(shù)研究[D]. 杭俊.東南大學(xué) 2016
[2]永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制策略研究[D]. 盧達(dá).浙江大學(xué) 2013

碩士論文
[1]數(shù)控機(jī)床位置伺服系統(tǒng)控制策略的研究[D]. 楊紫艷.西安科技大學(xué) 2016
[2]交流永磁同步電機(jī)高剛性控制方法研究[D]. 關(guān)欣.華中科技大學(xué) 2016
[3]具有參數(shù)自整定功能的交流伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 許慶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]交流伺服系統(tǒng)參數(shù)整定方法及抗負(fù)載擾動(dòng)觀測(cè)研究[D]. 肖博.湖南大學(xué) 2014
[5]永磁同步電機(jī)PI參數(shù)自整定[D]. 丁文雙.南京航空航天大學(xué) 2012
[6]數(shù)控機(jī)床交流伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析與參數(shù)整定技術(shù)研究[D]. 趙剛.天津大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2940217