永磁同步電動機交流伺服系統作為交流伺服系統的主流,在工業生產自動化領域中應用廣泛、前景廣闊。永磁同步伺服電動機作為伺服系統的執行機構,其性能的優劣在很大程度上決定了整個伺服系統的性能。因此,精心設計性能優異的永磁同步伺服電動機具有重要的理論意義和應用價值。本課題系統研究了永磁同步伺服電動機的本體設計,包括設計方法、性能計算、有限元分析、參數計算、控制仿真、實驗測試等。 首先,綜述和分析了永磁同步伺服電動機的研究現狀、存在問題和發展前景,研究了永磁同步伺服電動機的設計特點和方法。開發了永磁同步伺服電動機的電磁計算程序,結合有限元計算數值的校正,完成對樣機的性能計算,計算結果較為準確。 接著,深入分析永磁同步伺服電動機的氣隙磁場,得到充磁方式、極弧系數、不均勻氣隙、永磁體厚度等因素對氣隙磁場的影響,繪制了各因素對氣隙磁場基波和諧波總量影響的曲線,通過優化設計,得到了明顯改善的正弦氣隙磁場。并拓展研究總結了不同永磁體形狀和尺寸對永磁直流電動機在換向和性能上的影響,取得有實用價值的研究成果。 然后,基于Ansoft、MagNet電磁分析軟件建立了永磁同步伺服電動機的有限元分析模型,深入研究了電機的反電勢波形、穩態運行性能和齒槽轉矩,計算了直、交軸同步電抗等重要參數。建立了永磁同步伺服電動機Id=0控制的Matlab/simulink仿真模型,并進行了仿真研究。 最后,對永磁同步伺服電動機進行了實驗測試和分析,包括反電勢波形與磁場波形測試、性能曲線測試、直交軸同步電抗的測量。對測試結果與設計結果進行了比較分析,驗證了設計方法的正確性。
上傳時間: 2013-08-04
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在交流伺服系統中,永磁同步電動機(PMSM)作為執行元件具有高效、節能、便于維修的特點,廣泛應用于數控機床的進給伺服單元及機器人等需精確定位的裝置中.由于PMSM驅動系統受電機參數變化、外部負載擾動、對象未建模和非線性動態特性等不確定性的影響,因此,采用并發展先進的控制技術,不斷改善與提高位置伺服系統的穩態精度、動態響應特性及對系統參數變化的自適應性和抗干擾性是一個必然趨勢.該文對PMSM的控制機理和特性作了較為深入的分析;建立了PMSM的數學模型,并采用了id=0的矢量控制策略;對控制系統組成及控制方式作了分析和比較,在此基礎上建立了電流環、速度環和位置環的三閉環控制系統,對作為反饋主回路的位置環采用了模糊CMAC神經網絡控制方法,該方法兼具模糊控制器的快速性和神經網絡的自學習能力;構建了針對PMSM位置伺服系統的模糊CMAC控制器結構及其相應的算法;利用先進的計算機仿真工具(Matlab下的Simulink)對所提出的控制策略進行了數字仿真和分析;仿真和實驗結果表明本文所提出的控制策略對PMSM位置伺服系統進行控制具有良好的魯棒性能和快速性.該文首次提出將兼具快速性和自學習能力的模糊CMAC神經網絡控制器應用于PMSM位置伺服系統中,可以說該文為發展高性能PMSM位置伺服系統提供了充分的技術資料,也為今后進一步提高其性能提出了新的思路和方法.
上傳時間: 2013-04-24
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電液位置伺服系統具有控制精度高、響應速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實現各種參量反饋等優點,因此它已經遍及國民經濟和軍事工業的各個技術領域。近年來,對電液位置伺服系統的快速性、穩定性、準確性等控制性能提出了新的要求,作為電液位置伺服系統核心的控制器,起到更為關鍵的作用。 現階段,嵌入式微處理器以其小型、專用、便攜、高可靠的特點,已經在工業控制領域得到了廣泛的應用,如工業過程、遠程監控、智能儀器儀表、機器人控制、數控系統等,嵌入式微處理器嵌入實時操作系統,可以克服傳統的基于單片機控制系統功能不足和基于PC的控制系統非實時性的缺點,其性能、可靠性等都能滿足電液位置伺服系統控制的要求,在控制領域具有廣泛的應用前景。 本文以實驗室的電液位置伺服系統為研究對象,按照系統的控制要求,提出以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器對電液位置伺服系統進行控制的一種方案,設計了一種新型的基于ARM9(S3C2410)微處理器的電液位置伺服控制器。本系統控制器的開發設計中,在以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器基礎上,通過外部擴展,使得系統控制器具有豐富的硬件資源,開發了A/D轉換電路、D/A(PWM)轉換電路、伺服放大電路、串行接口等電路,同時為了使得控制器的程序代碼具有較強的可讀性、可維護性、可擴展性,使用了操作系統,通過比較選擇了uC/OS-Ⅱ實時內核,并成功移植到ARM9(S3C2410)微處理器中,并編寫了A/D、數字濾波、D/A(PWM)等軟件程序,通過編譯、調試、驗證,程序運行正常。在對電液位置伺服系統進行控制策略的選擇中,分別采用PID、滑模變結構、模糊自學習滑模三種控制策略進行仿真比較,得出采用模糊自學習滑??刂撇呗愿欣谙到y控制。
上傳時間: 2013-04-24
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·永磁交流伺服系統的驅動器經歷了模擬式、模擬數字混合式的發展后,目前已經進入了全數字的時代。全數字伺服驅動器不僅克服了模擬式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等缺點,還充分發揮了數字控制在控制精度上的優勢和控制方法的靈活,使伺服驅動器不僅結構簡單,而且性能更加可靠?,F在,高性能的伺服系統大多數采用永磁交流伺服系統,其中包括永磁同步交流伺服電動機和全數字交流永磁同步伺服驅動器兩部分。后者由兩部分組成:驅動
上傳時間: 2013-04-24
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·摘 要:應用TMS320X240系列DSP芯片設計了一套無刷同步電機全數字智能伺服系統。該系統充分利用了DSP豐富接口和運算速度快的特點,使所設計的系統硬件簡單,并采用智能控制策略對系統進行控制。實驗結果表明,該系統具有良好的動態和靜態特性。
上傳時間: 2013-04-24
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摘要:交流伺服技術是研發各種先進的機電一體化設備的關鍵技術,在此前提下,介紹了一種基于西門子S7—222PLC的永磁直流無刷電機伺服控制系統。該系統結合西門子6SC610型晶體管脈寬調制變頻器與1FT5無刷伺服電機,位置環采用先進的偽微分反饋控制算法,對無刷電機進行速度和位置伺服控制,并在上位機中進行監控。試驗結果表明,采用這種控制方案可以在低成本下使永磁直流無刷電機伺服系統取得良好的控制效果。關鍵詞:伺服系統;無刷直流電機;可編程控制器;偽微分反饋控制
上傳時間: 2014-01-10
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為滿足對直流無刷伺服機構的數字化控制,介紹了一種數字無刷直流電機伺服控制系統,以TMS320F2812型DSP為控制核心,包括中央處理電路,驅動電路,反饋電路等實現對直流無刷電機伺服系統的控制。該系統原理簡單,易于實現,抗干擾能力強且控制精度高,控制效率好,已在某型伺服控制系統中廣泛應用。
上傳時間: 2013-11-14
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伺服與變頻:伺服與變頻的一個重要區別是: 變頻可以無編碼器,伺服則必須有編碼器,作電子換向用. 一、兩者的共同點: 交流伺服的技術本身就是借鑒并應用了變頻的技術,在直流電機的伺服控制的基礎上通過變頻的PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現的,也就是說交流伺服電 機必然有變頻的這一環節:變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電,然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT,IGCT等)通過載波頻率 和PWM調節逆變為頻率可調的波形類似于正余弦的脈動電,由于頻率可調,所以交流電機的速度就可調了(n=60f/2p ,n轉速,f頻率, p極對數) 二、談談變頻器: 簡單的變頻器只能調節交流電機的速度,這時可以開環也可以閉環要視控制方式和變頻器而定,這就是傳統意義上的V/F控制方式?,F在很多的變頻已經通過數學 模型的建立,將交流電機的定子磁場UVW3相轉化為可以控制電機轉速和轉矩的兩個電流的分量,現在大多數能進行力矩控制的著名品牌的變頻器都是采用這樣方 式控制力矩,UVW每相的輸出要加摩爾效應的電流檢測裝置,采樣反饋后構成閉環負反饋的電流環的PID調節;ABB的變頻又提出和這樣方式不同的直接轉矩 控制技術,具體請查閱有關資料。這樣可以既控制電機的速度也可控制電機的力矩,而且速度的控制精度優于v/f控制,編碼器反饋也可加可不加,加的時候控制 精度和響應特性要好很多。 三、談談伺服: 驅動器方面:伺服驅動器在發展了變頻技術的前提下,在驅動器內部的電流環,速度環和位置 環(變頻器沒有該環)都進行了比一般變頻更精確的控制技術和算法運算,在功能上也比傳統的伺服強大很多,主要的一點可以進行精確的位置控制。通過上位控制 器發送的脈沖序列來控制速度和位置(當然也有些伺服內部集成了控制單元或通過總線通訊的方式直接將位置和速度等參數設定在驅動器里),驅動器內部的算法和 更快更精確的計算以及性能更優良的電子器件使之更優越于變頻器。 電機方面:伺服電機的材料、結構和加工工藝要遠遠高于變頻器驅動的交流電機 (一般交流電機或恒力矩、恒功率等各類變頻電機),也就是說當驅動器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時,伺服電機就能根據電源變化產生響應的動作變 化,響應特性和抗過載能力遠遠高于變頻器驅動的交流電機,電機方面的嚴重差異也是兩者性能不同的根本。就是說不是變頻器輸出不了變化那么快的電源信號,而 是電機本身就反應不了,所以在變頻的內部算法設定時為了保護電機做了相應的過載設定。當然即使不設定變頻器的輸出能力還是有限的,有些性能優良的變頻器就 可以直接驅動伺服電機!?。? 四、談談交流電機: 交流電機一般分為同步和異步電機 1、交流同步電機:就是轉子是由永磁材料構成,所以轉動后,隨著電機的定子旋轉磁場的變化,轉子也做響應頻率的速度變化,而且轉子速度=定子速度,所以稱"同步"。 2、交流異步電機:轉子由感應線圈和材料構成。轉動后,定子產生旋轉磁場,磁場切割定子的感應線圈,轉子線圈產生感應電流,進而轉子產生感應磁場,感應 磁場追隨定子旋轉磁場的變化,但轉子的磁場變化永遠小于定子的變化,一旦等于就沒有變化的磁場切割轉子的感應線圈,轉子線圈中也就沒有了感應電流,轉子磁 場消失,轉子失速又與定子產生速度差又重新獲得感應電流。。。所以在交流異步電機里有個關鍵的參數是轉差率就是轉子與定子的速度差的比率。 3、對應交流同步和異步電機變頻器就有相映的同步變頻器和異步變頻器,伺服電機也有交流同步伺服和交流異步伺服,當然變頻器里交流異步變頻常見,伺服則交流同步伺服常見。
標簽: 伺服
上傳時間: 2013-11-17
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設計了PLC控制液壓伺服系統來實現數控落地銑鏜床主軸箱動態平衡的控制。在此液壓系統中,應用電液伺服閥和伺服控制系統來控制活塞桿的壓力和位移,實現對主軸箱因傾斜而產生誤差的補償。這樣不僅可以提高機床加工精度,而且可以改善立柱的受力
上傳時間: 2013-12-10
上傳用戶:曹云鵬
關于齒隙辨識必備論文參考(它的英文文獻名字:Observer-based Compensation Control of Servo Systems with Backlash),有預補償,伺服控制系統介紹,觀測器設計等。
上傳時間: 2019-05-25
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