【摘要】：伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的關(guān)鍵部件之一,數(shù)控機床加工精度的好壞很大程度上由伺服驅(qū)動系統(tǒng)決定。隨著數(shù)控機床高速化、智能化的發(fā)展趨勢,對其伺服驅(qū)動系統(tǒng)的平穩(wěn)性提出了更高的要求,機電耦合振動問題已成為當前急需要解決的問題。因此,開展數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)機電耦合分析,闡明伺服驅(qū)動系統(tǒng)耦合振動的動態(tài)特性,對解決機床耦合振動問題具有重要的理論意義和工程應用價值。本文主要從以下幾個方面進行討論研究:①以永磁同步電機為研究目標,分析其結(jié)構(gòu)及運行原理。分別建立以定子為參考的靜止坐標系和以轉(zhuǎn)子磁極為參考的旋轉(zhuǎn)坐標系,以不同坐標系為平臺,分別建立永磁同步電機的電壓方程、磁鏈方程、電磁轉(zhuǎn)矩方程和運動方程,為下面永磁同步電機控制策略的實現(xiàn)建立數(shù)學基礎(chǔ)。②不同的控制策略對電動機的性能有很大的影響,當前永磁同步電機的控制主要是磁場矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制。本部分在介紹磁場矢量控制、電壓空間矢量控制原理的基礎(chǔ)上,建立了永磁同步電機與減速器的子系統(tǒng)模型。把減速器轉(zhuǎn)化到電機主軸上看作電動機的負載,在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下建立仿真模型,其仿真結(jié)果表明,此控制策略能很好的實現(xiàn)電機的空轉(zhuǎn)與加載運轉(zhuǎn),具有良好的動態(tài)與調(diào)速性能。③伺服驅(qū)動系統(tǒng)的整體機電耦合振動分析一直是研究的熱點與難點,把機電系統(tǒng)等效為“一機一電”系統(tǒng)突出主要因素分析。詳細分析了摩擦非線性、間隙非線性、負載擾動和機電參數(shù)四個主要影響因素的來源以及對系統(tǒng)輸出的影響,在MATLAB/SIMULINK仿真環(huán)境下進行建模仿真,分別得到系統(tǒng)在不同輸入下的耦合振動響應,從啟動到平穩(wěn)運行的過渡過程,為伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計提供了仿真數(shù)據(jù)參考和理論依據(jù)。④搭建實驗平臺,采用Lab VIEW軟件編寫數(shù)據(jù)采集程序。利用分壓原理,采集電動機在負載擾動條件下電流的變化,用電壓變送器把采集到的數(shù)據(jù)通過RS485接口傳送給上位機,在數(shù)據(jù)采集窗口顯示并進行處理分析,為理論分析提供實驗數(shù)據(jù),理論實驗相結(jié)合,確保分析的正確性。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659;TM341

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本文編號：2513961