本文關(guān)鍵詞：數(shù)控機床伺服系統(tǒng)控制性能研究

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【摘要】：近幾十年來,隨著科學技術(shù)與經(jīng)濟的快速發(fā)展,制造業(yè)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。數(shù)控機床作為現(xiàn)代制造業(yè)的重要支撐,也是未來先進制造技術(shù)的核心內(nèi)容,直接反映一個國家制造業(yè)發(fā)展的水平。伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機床的一個重要組成部分,其性能直接影響并決定數(shù)控加工設(shè)備的快速性、精確性與穩(wěn)定性。首先,本文分析了機電伺服系統(tǒng)的完整控制模型,結(jié)合機電伺服系統(tǒng)的基本特征對機電伺服系統(tǒng)的完整模型進行了簡化,將包含機械部分的伺服系統(tǒng)降階為四階,然后通過研究簡化模型的參數(shù)關(guān)系,整理出不依賴于機械傳動部分參數(shù)的一般伺服控制器參數(shù)整定方法,通過對比了機電伺服系統(tǒng)的完整模型和簡化模型的位置輸出差異,證明了簡化模型的合理性和參數(shù)整定方法的正確性。其次,在部分簡化模型的基礎(chǔ)上,將PID、PDF和PDFF三種控制器運用到轉(zhuǎn)速環(huán)中并給出了三種控制器的設(shè)計方法,然后,通過仿真實驗從轉(zhuǎn)速跟蹤性、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)速魯棒性三個方面進一步比較了三種控制器的性能,最后設(shè)計了機床伺服驅(qū)動器的軟硬件系統(tǒng),包括TMS320F28335最小系統(tǒng)、相電流采樣、母線電壓采樣、隔離和保護電路等。在基于TMS320F28335的伺服驅(qū)動器平臺上完成了三種控制器的性能測試,并采用上位機對實驗數(shù)據(jù)進行采集,將采集到的數(shù)據(jù)導入到MATLAB中進行分析,理論和實驗結(jié)果基本一致,最后對所做的工作進行了總結(jié)和展望,指出了后續(xù)工作的方向。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控機床 機電伺服系統(tǒng) PID PDF PDFF
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目錄6-8
• CONTENTS8-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究的目的與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 伺服控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 伺服控制策略綜述13-15
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)與主要內(nèi)容15-17
• 第二章 機電伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學建模17-29
• 2.1 工業(yè)機電伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 單軸機電伺服系統(tǒng)模型18-21
• 2.2.1 完整的機電伺服系統(tǒng)模型18-19
• 2.2.2 工業(yè)機械伺服系統(tǒng)模型簡化的條件19-20
• 2.2.3 機械伺服系統(tǒng)的四階模型20-21
• 2.3 四階模型的控制器設(shè)計21-26
• 2.4 機械伺服系統(tǒng)的仿真分析26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 控制器設(shè)計及性能比較29-44
• 3.1 電流環(huán)設(shè)計29-33
• 3.2 轉(zhuǎn)速環(huán)PI控制器設(shè)計33-35
• 3.3 轉(zhuǎn)速環(huán)PDF控制器設(shè)計35-37
• 3.4 轉(zhuǎn)速環(huán)PDFF控制器設(shè)計37-39
• 3.5 轉(zhuǎn)速控制器性能評價指標39-40
• 3.5.1 轉(zhuǎn)速跟蹤性能39
• 3.5.2 轉(zhuǎn)速魯棒性39
• 3.5.3 轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性39-40
• 3.6 控制器仿真40-43
• 3.7 本章小結(jié)43-44
• 第四章 伺服驅(qū)動器的軟硬件設(shè)計44-53
• 4.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計44-49
• 4.1.1 TMS320F28335最小系統(tǒng)45
• 4.1.2 采樣調(diào)理電路45-47
• 4.1.3 編碼器接口電路47-48
• 4.1.4 PWM光耦隔離電路48
• 4.1.5 顯示和控制電路48-49
• 4.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計49-52
• 4.2.1 主程序設(shè)計49-50
• 4.2.2 中斷服務(wù)子程序50-51
• 4.2.3 故障保護程序設(shè)計51-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第五章 伺服系統(tǒng)性能實驗研究53-62
• 5.1 時間響應(yīng)55-56
• 5.2 跟蹤性56-58
• 5.3 魯棒性58-59
• 5.4 剛度59-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 總結(jié)與展望62-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文67-69
• 致謝6

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本文編號：830182