面向直線(xiàn)電機(jī)的數(shù)控機(jī)床伺服控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、分類(lèi)號(hào)：UDC：密級(jí)：學(xué)校代號(hào)：學(xué)號(hào)：118452111i01158廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工程碩士)面向直線(xiàn)電機(jī)的數(shù)控機(jī)床伺服控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)李秋林指導(dǎo)教師姓名、職稱(chēng)：毯王教援學(xué)科(專(zhuān)業(yè))或領(lǐng)域名稱(chēng)：扭越電王王程學(xué)生所屬學(xué)院：扭電工猩堂院論文答辯日期：三Q二四生五旦摘要摘要現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床正朝向高速、高精度、復(fù)合、智能、綠色環(huán)保的趨勢(shì)發(fā)展。伺服驅(qū)動(dòng)單元作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接決定著機(jī)床的整體性能，因此，數(shù)控機(jī)床的

2、高速發(fā)展對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)裝置的性能提出了越來(lái)越高的要求。相比于傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床采用的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)滾珠絲桿”伺服進(jìn)給方式，直線(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)方式具有高速度、高精度及大推力的優(yōu)勢(shì)，在高速高精度數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以永磁同步直線(xiàn)電機(jī)為控制對(duì)象，對(duì)其特性、運(yùn)行原理、控制方法策略及伺服控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)等方面做了深入研究，并最終對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文首先剖析了永磁同步直線(xiàn)電機(jī)的工作原理及特性，提出永磁同步直線(xiàn)電機(jī)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案；分析伺

3、服系統(tǒng)的所受的一些干擾因素，針對(duì)系統(tǒng)存在的干擾問(wèn)題采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施，從而為伺服系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)提供了可靠依據(jù)。分析坐標(biāo)變換理論和矢量控制理論，對(duì)永磁直線(xiàn)同步電機(jī)伺服系統(tǒng)在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，介紹了電壓空間矢量控制技術(shù)及其矢量控制系統(tǒng)的原理及實(shí)現(xiàn)，然后由內(nèi)到外對(duì)伺服控制系統(tǒng)的電流內(nèi)環(huán)、速度中環(huán)及位置外環(huán)的控制策略進(jìn)行深入探討，針對(duì)系統(tǒng)的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，提出了在電流內(nèi)環(huán)對(duì)變動(dòng)明顯的動(dòng)子質(zhì)量進(jìn)行辨識(shí)補(bǔ)償，在速度中環(huán)引入模糊控制

4、以及在位置外環(huán)采加入前饋控制，取得了比較好的控制效果。詳細(xì)的介紹了以“DSPFPGAIPM”為核心的硬件設(shè)計(jì)方案以及絕對(duì)式光柵尺的工作原理，然后根據(jù)模塊化程序設(shè)計(jì)思想，利用C語(yǔ)言及VerilogHDL語(yǔ)言分別對(duì)DSP和FPGA進(jìn)行了軟件編程，并給出了伺服系統(tǒng)主要模塊的程序流程圖。最后，在MATLAB／Simulink仿真環(huán)境下建立永磁同步直線(xiàn)電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的仿真模型，進(jìn)行仿真測(cè)試。然后搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)的重要性能進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)測(cè)試