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《基于自抗擾控制的永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號:TM301.2論文編號:143121301學(xué)科分類號:470.4054密級:天津理工大學(xué)研究生學(xué)位論文基于自抗擾控制的永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的研究(申請碩士學(xué)位)一級學(xué)科:電氣工程學(xué)科專業(yè):電力系統(tǒng)及其自動化研究方向:電力電子及電氣傳動作者姓名:徐仕源指導(dǎo)教師:張德民副教授2017年2月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeResearchofthePMSMServoSystemBasedonActiveD
2、isturbanceRejectionControllerByXuShi-yuanSupervisorZhangDe-minFebruary2017獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特別加以標注和致謝之處外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得天津理工大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名:彳钚簽字日期:`。l刁年冫月冫日rt氵
3、稃午學(xué)位論文版權(quán)伎用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津理工大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津理工大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索,并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編,以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)本和電子文件。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名:彡馀乍氵隱導(dǎo)師簽名:豸始侈‰簽字日期:z。丨1年冫月冫午日簽字日期:乃d,+⒎月讠屮摘要伺服系統(tǒng)是先進數(shù)控機床和工業(yè)機器人的核心部件之一,隨著電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)以及數(shù)字信號處
4、理技術(shù)的發(fā)展,交流伺服系統(tǒng)在很多領(lǐng)域已經(jīng)慢慢地取代了直流伺服系統(tǒng)。永磁同步電機以其高效率、高功率因數(shù)、價格適中等優(yōu)點,被廣泛地應(yīng)用于伺服系統(tǒng)中。本文研究了一種以自抗擾控制技術(shù)為核心的永磁同步電機伺服系統(tǒng),用新型的控制方法代替了傳統(tǒng)的PID控制方法,能充分提高伺服系統(tǒng)的精度以及抗干擾能力。永磁同步電機是一個復(fù)雜的機電混合系統(tǒng),對控制系統(tǒng)具有較高的要求,而自抗擾控制是一種新型的控制技術(shù),它由跟蹤微分器、擴張狀態(tài)觀測器以及非線性誤差反饋控制律組成,它結(jié)合了經(jīng)典PID控制器以及現(xiàn)代控制理論的設(shè)計方法,非常適合用于伺服系
5、統(tǒng)的控制。本文研究了自抗擾控制器的特性,自抗擾控制器的線性化方法及其參數(shù)配置過程,減少了自抗擾控制器參數(shù)的個數(shù)及簡化整定過程,研究了利用系統(tǒng)模型信息的自抗擾控制器,并進行仿真驗證。通過深入研究永磁同步電機數(shù)學(xué)模型,找到了系統(tǒng)存在擾動的原因,并將自抗擾控制器引入到永磁同步電機伺服系統(tǒng)中,根據(jù)永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型,把系統(tǒng)的不確定項擴張為新狀態(tài),通過擴張狀態(tài)觀測器對擾動實時觀測并對擾動進行補償。在此基礎(chǔ)上結(jié)合矢量控制設(shè)計了伺服系統(tǒng)的電流環(huán),速度環(huán)和位置環(huán)控制器,并在Matlab/Simulink中對系統(tǒng)的各個模塊進
6、行建模,完成了伺服控制系統(tǒng)的整體仿真,驗證了控制策略的有效性。最后,設(shè)計了基于STM32處理器以及智能功率器件的伺服系統(tǒng)并設(shè)計了系統(tǒng)的驅(qū)動電路,電流檢測電路,轉(zhuǎn)子位置檢測電路等硬件電路,并在分析了系統(tǒng)總體需求的基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)軟件部分進行了設(shè)計調(diào)試。關(guān)鍵詞:永磁同步電機自抗擾控制STM32矢量控制AbstractServosystemisoneofthecorecomponentsofadvancedCNCmachineandindustrialrobots.Withthedevelopmentofpowerel
7、ectronicstechnologyandmoderncontroltechnologyanddigitalsignalprocessingtechnology,ACservosystemhasgraduallyreplacedDCservosysteminmanyfields.Permanentmagnetsynchronousmotor,withitshighefficiency,highpowerfactor,moderatepriceandsoon,iswidelyusedinservosystems
8、.Inthispaper,aservosystemofpermanentmagnetsynchronousmotorbasedonActiveDisturbanceRejectionController(ADRC)technologyisapplied.Theaccuracyanddisturbancerejectionabilityoftheservosystemisimproved