發(fā)布時(shí)間：2020-04-26 08:08

【摘要】：高速精密軋輥磨床是現(xiàn)代冶金生產(chǎn)領(lǐng)域中不可或缺的一種重要生產(chǎn)設(shè)備,基于高精度和穩(wěn)定可靠的電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)磨削過(guò)程的準(zhǔn)確控制。軋輥磨頭主軸驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)作為軋輥磨床最核心的動(dòng)力裝置之一,其輸出性能的優(yōu)劣直接影響著整臺(tái)磨床的磨削性能。本課題是以高速精密軋輥磨頭的主軸驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)展開的,通過(guò)參考國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的普通低速軋輥磨頭系統(tǒng),針對(duì)一種砂輪線速度在80m/s以上的高速精密軋輥磨床,在已完成軋輥磨頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,根據(jù)高速軋輥磨頭系統(tǒng)的工作要求和性能特點(diǎn),對(duì)磨頭主軸驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。論文從高速軋輥磨頭主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的角度出發(fā),主要內(nèi)容為:首先,對(duì)現(xiàn)代主軸驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行概述,作為本文論述的基礎(chǔ)知識(shí)。其次,通過(guò)分析高速精密軋輥磨床磨頭系統(tǒng)對(duì)其電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)要求,確定系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案,并設(shè)計(jì)電氣控制原理圖及系統(tǒng)供配電關(guān)系,完成對(duì)電路電氣負(fù)荷的計(jì)算,以便于電氣設(shè)備中導(dǎo)線的選擇。再次,論文以軋輥磨頭主軸電機(jī)YVF160L-2和逆變器的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),結(jié)合軋輥磨頭系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)和運(yùn)行要求,將直接轉(zhuǎn)矩變頻控制技術(shù)應(yīng)用于磨頭驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)軋輥磨頭主軸電機(jī)瞬時(shí)力矩的良好控制;論文同時(shí)對(duì)主軸電機(jī)的速度辨識(shí)進(jìn)行了研究,分析了基于Popov穩(wěn)定性理論設(shè)計(jì)的MRAS速度辨識(shí)方法,該方法實(shí)現(xiàn)了主軸電機(jī)DTC控制系統(tǒng)的無(wú)速度傳感控制;論文推導(dǎo)了主軸電機(jī)在??-dq坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程,并根據(jù)狀態(tài)方程設(shè)計(jì)出應(yīng)用于DTC的擴(kuò)展卡爾曼濾波器,對(duì)磨頭主軸電機(jī)的運(yùn)行速度進(jìn)行辨識(shí),然后將兩種速度辨識(shí)方法在MATLAB/Simulink環(huán)境下進(jìn)行仿真,著重對(duì)比分析了MRAS和EKF辨識(shí)速度的可行性和有效性。最后,論文對(duì)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)變頻器的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,編碼相應(yīng)的通信程序,并對(duì)磨削過(guò)程控制及設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控管理功能進(jìn)行分析,利用King View組態(tài)軟件設(shè)計(jì)主軸系統(tǒng)的人機(jī)監(jiān)控界面和系統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)表。
【圖文】：

2. 皮帶輪；3. 前動(dòng)靜壓軸承；4. 前節(jié)流器；5. 靜壓止推軸承；6. 后動(dòng)靜壓軸承；8. 砂輪卡盤；9. 磨頭箱體；10. 下節(jié)流器；11. 偏心套圖 2.1 高速精密軋輥磨頭結(jié)構(gòu)圖控制方案對(duì)油溫、流量等模擬量的采集監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)速度因磨削要求，本文利用 PLC 靈活編程及控制的功能構(gòu)建測(cè)控系統(tǒng)。LC，被控元件為主軸電機(jī)，主控參數(shù)為主軸電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，控間矢量理論的直接轉(zhuǎn)矩控制。利用 PLC 模擬量輸入模塊采集號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換并送至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)軋輥磨頭主軸系統(tǒng)運(yùn)證高速精密軋輥磨頭連續(xù)可靠、安全高效的運(yùn)行�；谏鲜鏊伎驁D如圖 2.2 所示。.2 所示，該系統(tǒng)主要由 PLC、變頻器、主軸電機(jī)、模擬量輸入和觸摸屏構(gòu)成，，其中 PLC 與變頻器間采用數(shù)字端子連接，P RS232C 接口。

貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文機(jī)采用直接轉(zhuǎn)矩變頻技術(shù)，變頻器選用 ABB 公圖如圖 2.5 所示。ACS800 系列變頻器采用 DTC機(jī)控制方式之一，具有高精度的速度控制和轉(zhuǎn)矩組網(wǎng)能力。L1/RL2/SL3/TGVREF+AI1+AGND+10VDC0VRO1ARO1BRO1C繼GUVWP1 P(+) DB N(-)整流電壓采樣逆變電流采樣溫度采樣控制電源檢測(cè)電路驅(qū)動(dòng)電路輸繼電器輸出端輸
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG595.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 李旭春;張鵬;趙非;;改進(jìn)EKF的異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2013年09期

2 佘致廷;肖岸文;孫煒;王耀南;彭永進(jìn);;基于MRAS理論的無(wú)速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2006年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 田文丹;基于擴(kuò)展卡爾曼濾波器的交流異步電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器[D];北方工業(yè)大學(xué);2015年

2 令狐克均;高速軋輥磨床磨頭的結(jié)構(gòu)有限元分析及熱特性研究[D];貴州大學(xué);2015年

3 王思;基于擴(kuò)展卡爾曼方法的無(wú)速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 徐展;WS1260磨床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2014年

5 杜清潭;基于新型卡爾曼濾波的異步電機(jī)無(wú)傳感器控制系統(tǒng)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

6 李備;爐襯材料加工生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[D];蘇州大學(xué);2014年

7 閆怡璇;基于PLC的模擬控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用設(shè)計(jì)[D];西華大學(xué);2012年

8 鄭勇;基于空間矢量調(diào)制的感應(yīng)電機(jī)無(wú)速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制[D];湖南大學(xué);2012年

9 要丹;異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究[D];江蘇科技大學(xué);2012年

10 孫連躍;數(shù)控技術(shù)在軋輥磨床上的應(yīng)用與分析[D];東北大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2641284