郭振宏[1]1999年在《主轴永磁同步电动机及其传动系统设计研究》文中指出本文的研究工作围绕高性能机床主轴永磁同步电动机及其传动系统的设计研究展开,所做工作主要包括五部分: 首先,根据机床主轴传动系统的运行特点,从降低主轴永磁同步电动机温升以及与主轴电机匹配的逆变器容量,提高主轴电机恒转矩运行时的转矩输出能力、电机的最高转速和恒功率调速比出发,确定了正弦波电流矢量控制永磁同步电动机的定子电流控制策略,即恒转矩运行时采用最大转矩/电流控制策略,而恒功率运行时则采用弱磁控制策略(根据负载功率的大小又可分为普通弱磁控制和最大功率输出弱磁控制);通过对不同控制策略下主要设计参数(包括空载永磁磁链,电机交、直轴电感等)对主轴永磁同步电动机性能影响的计算分析,总结了主轴永磁同步电动机参数设计的规律,确定了主轴电机的参数设计原则:研究并提出了永磁同步电动机弱磁扩速的主要方法和实用措施;在分析比较不同转子磁路结构电机性能,尤其是电机弱磁扩速能力的基础上,提出了一种易于弱磁扩速,并同时能保证电机恒转矩运行时的转矩输出能力的新型转子磁路结构。 其次,以本文所提转子磁路结构永磁同步电动机为主,对电机的参数进行了深入、透彻的计算、分析和研究。研究工作围绕影响正弦波电流矢量控制永磁同步电动机性能的几个关键设计参数展开,主要包括:空载漏磁系数,极弧系数和电机空载气隙磁密波形,以及电机的交、直轴电感参数等。计算并总结了不同结构设计数据,不同永磁体充磁方式、尺寸和性能,以及施加不同的电机交、直轴电流等因素对上述电机关键设计参数的影响规律,并在此基础上对采用本文提出转子磁路结构的主轴永磁同步电动机进行了电磁设计。 鉴于所设计主轴永磁同步电动机的最高转速很高,本文在第三部分中对电机运行于高转速时的机械性能进行了校验,并对主轴电机进行了机械设计。应用三维有限元数值计算软件对具有典型代表性的两种常用转子结构和本文所提出的转子结构的机械强度和刚度进行了计算。计算结果表明,现有转子结构已无法胜任本文主轴电机所要求的机械性能,而本文所提出的转子结构当采用适宜结构材料时则可满足电机的机械性能要求;应用传递矩阵法对电机转轴的临界转速和振型进行了验证和分析,结果表明,采用本文所提出的转子结构电机的一阶临界转速远高于电机的最高转速,避免了共振所导致的危害,从而保证了电机的安全运转;提出了本文所提结构的转子的制造工艺和制造方法,并针对所提结构属实心转子的情形,在转子导磁套筒上设计了隔涡流环;对电机转轴、轴承的设计和轴承润滑剂的选用进行了研究,提出了合理、实用的方案和实施措施。 在本文的第四部分中,应用本文所开发的计算机数字仿真软件,对包括主轴永磁同步电动机、控制算法、速度控制器和滞环电流调制器在内的永磁同步电动机主轴传动系统的动、稳态性能进行了分析研究:对速度控制中的速度分段进行了合理的划分,并通过仿真确定了不同速度段内的控制参数;对不同转速指令下电机起动过程和稳定运行时的电机转
董轶[2]2012年在《主轴永磁同步电机的设计与优化》文中研究指明随着永磁同步电动机的不断发展,其高效率,大功率密度,稳定运行的优点必将在数控机床和加工中心得到广泛应用。作为机床的关键部件的主轴电机,其性能的优劣,对机床的加工精度,效率等有着重要的影响。永磁同步电动机弱磁难的问题一直限制着机床和加工中心主轴电机永磁同步化的发展,本文主要针对主轴永磁同步电动机电磁设计进行研究,通过优化结构增强其弱磁能力。首先介绍国内外主轴电机发展现状,说明主轴电机对性能要求的发展趋势主要是低速满出力,高速恒功率,拥有宽广的调速范围,而永磁电机应用于主轴电机的主要障碍是永磁电机的弱磁问题,结合国内外研究成果研究讨论永磁同步电机弱磁扩速难的根源,以及解决弱磁扩速的根本措施,在此基础上总结电机主要设计参数对电机性能的影响,对比各种转子结构的优缺点,选择适合本文主轴永磁同步电机的转子结构。然后根据主轴永磁同步电机性能指标确定电机的电磁结构,对电机进行电磁设计,借助有限元软件Ansoft对永磁同步电机电磁场仿真分析,对得到的电磁场仿真结果进行计算研究,得到永磁同步电机空载反电动势,直、交轴电枢反应电抗等一些关键参数,进而计算分析电机性能。最后借助有限元分析软件对不同的转子磁钢结构进行电磁场分析计算,通过对仿真数据的计算的结果对比,总结转子磁桥尺寸的变化对永磁同步电机弱磁能力以及转矩波动的影响规律,极弧系数对电机电磁性能的影响规律,在此基础上优化本文电机的电磁结构,并对所设计的电机进行电磁校验。
林利红[3]2009年在《永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合动力学分析与实验》文中研究指明永磁交流伺服精密驱动系统中各子系统之间存在着多物理过程、多参量复杂耦合关系,因此整个系统的动态性能需由子系统之间的耦合关系和系统的输入等确定,而子系统的动态过程也不能仅由单个子系统的结构参数完全确定,也要受到与之有耦合关系的其他子系统的影响。故永磁交流伺服精密驱动系统在完成特定功能的同时,往往潜藏着或表露出种种不良工况,以致难以生产出高质量的产品,甚至出现重大故障,尤其在生产过程中,该系统在非平稳过程中所表现出来的机电耦合现象对系统的安全运行具有极大的危害性,这是由于该系统的电气参数与力学参数相互耦合,共同影响了整个系统的动力学性能。而造成这些设备产生不良状态的原因是对系统中这种多物理过程、多参数间多元多维耦合关系缺乏深层次的机理研究。本文在重庆市重大科技攻关项目《装备制造业典型基础部件关键技术研究及产业化》(项目编号CSTC,2006AA3010)的资助下,对永磁交流伺服精密驱动系统进行了机电耦合动力学分析和实验研究,主要做了以下几个方面的工作:针对伺服系统具有同时包含多种物理过程,通过多元多维运动来实现多种形式的能量传递与转换,所有动态过程通过不同的耦合形式相互作用的特点,详细分析了伺服系统的精度指标和影响伺服系统的因素;指出精密传动装置影响伺服系统性能的机械结构因素与伺服系统的控制参量有着密切的联系,它们相互影响,形成了很强的耦合关系,这种耦合关系为永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合分析提供了理论依据。从机电耦合的角度出发,对永磁交流伺服精密驱动系统进行了全局机电耦合分析和局部机电耦合分析,建立了该系统的全局机电耦合关系图和永磁同步电动机-精密传动装置子系统机电耦合关系图;采用机电系统分析动力学方法获得了永磁同步电动机-精密传动装置子系统的物理模型和数学模型,推导了该子系统的机电耦合动力学方程;应用数值计算方法对耦合的数学模型进行了算例分析。基于机电系统全局耦合分析的观点,根据机械系统的力学原理,将永磁交流伺服精密驱动系统归纳为三质量两轴系统,从而建立了该系统的机电耦合振动数学模型;由于该模型的机械力学参数和电气参数之间存在着复杂的非线性耦合关系,用解析方法不易求解,因此建立了该系统的机电耦合振动仿真模型;仿真分析了由于电流调节器参数、阻尼、谐波扰动、间隙以及负载扰动等因素引起的机电耦合振动动态过程。分析了实验系统的基本组成和原理,完成了实验系统的控制系统设计、硬件部分设计、电气连接部分设计以及软件部分设计,最终构建了以PMAC多轴运动控制卡为核心、以IPC为支撑平台的永磁交流伺服精密驱动系统的实验体系结构;针对本实验系统的实际情况进行了抗干扰分析,从硬件方面进行抗干扰设计,提高系统的可靠性。以实验系统为基础,完成了实验系统的过渡过程测试、效率测试、系统误差测试(转角偏差测试、重复定位精度测试以及传动误差测试)、空回测试、机电耦合实验以及振动加速度测试实验等实验研究,探索永磁交流伺服精密驱动系统的机电耦合影响,并将物理实验研究与理论分析结果进行对比和验证。
邝治全[4]2010年在《数控四轴立式加工中心主轴伺服控制研究》文中进行了进一步梳理加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行工序加工的数控机床,是典型的集高新技术于一体的机械加工设备。它的发展代表了一个国家机械设计、制造水平,在国内外企业都受到高度重视。就目前而言,虽然加工中心已经普遍应用工业生产领域中,但我国在多轴加工中心主轴结构及其伺服系统控制方面的研究还有待进一步完善。四轴加工中心相比三轴加工中心,扩大了加工范围和加工性能。针对这一状况,本文对四轴立式加工中心主轴结构及其伺服系统控制进行了设计研究。本文所设计四轴加工中心的第四轴是指主轴摆动,该摆动是依靠立式主轴头的摆动实现的。即环绕Y轴旋转的B轴,可摆动±90度。由于伺服系统控制的建模是建立在已知主轴结构及伺服电机参数的基础上,又由于国内还没有资料详细介绍摆动主轴的结构设计方法和参数,因此在论文开始部分简单介绍了主轴的结构设计,得到了主轴结构参数,及所选伺服电机的参数。B轴的摆动电机是永磁同步伺服电机。系统的建模是建立在分析主轴结构的基础上。另外通过分析伺服系统的性能,选择了B轴和电主轴的伺服系统驱动方式,并对它们建模,最后将模型中的参数对伺服系统的影响做了分析。本文的设计和研究为四轴(B轴)的设计提供了一种可靠性高的设计方法,并且提供了驱动系统的模型,为将来研究和选择伺服系统提供参考。
李靖[5]2008年在《基于TMS320F2812的永磁同步电动机主轴驱动控制系统的研究》文中认为本文的主要工作是设计与开发了用于机床主轴直接驱动的全数字化永磁同步电动机矢量控制系统的软硬件平台,并利用该平台进行了仿真和实验研究,仿真和实验结果验证了该系统设计方案的可行性。首先,详细阐述了坐标变换理论,根据永磁同步电动机的本体结构推导了其在各坐标系下的数学模型,深入研究了永磁同步电动机的矢量控制原理和i_d = 0控制策略,此外对空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理和特性进行了研究。其次,采用MATLAB软件建立了电机系统的仿真模型。整个仿真系统包括PMSM模块、Power Module模块、测量模块、坐标变换模块、电流、转速调节模块和SVPWM模块等。仿真结果验证了矢量控制和SVPWM技术应用于本系统的可行性,同时为系统平台设计提供了理论依据。再次,为了提高系统的动静态特性和减小转动脉动,采用DSP TMS320F2812为核心进行了永磁同步电动机全数字矢量控制系统的软硬件设计。系统硬件包括电流检测、速度检测、显示电路、驱动电路、主电路和系统保护电路等;系统软件由DSP编程实现,采用基于id = 0的转子磁场定向矢量控制方法,完成对永磁同步电动机的解耦控制。速度调节器和电流调节器采用常规PI控制算法,逆变器采用SVPWM控制策略。同时,给出了系统各模块的软件流程图,包括系统初始化程序、速度和电流调节程序、SVPWM的实现以及功率驱动保护等子程序等。最后,在实验平台上做了大量深入的实验研究工作,并对试验波形做了深入分析。结果表明,该系统具有能够响应速度快,低转速运行平稳和抗干扰能力强等优点,可以满足主轴直接驱动要求。
徐志刚[6]2006年在《非圆截面车削开放式数控系统的研究与设计》文中研究表明轧辊是轧机的重要部件之一,是轧机的主要变形工具,轧辊的形状精度和尺寸精度直接影响轧制质量,因此加工出满足轧制需要的轧辊是轧钢技术的关键。随着轧辊加工孔型型面日趋复杂化,加工曲线轮廓圆弧多变化,以及轧辊轮廓精度的日趋提高,传统的加工工艺已不能适应市场条件下高效、高精度、多变的加工要求。 随着科技的不断发展,数控系统越来越完善。数控装置也逐渐由封闭式向开放式发展。其高速、高效、高精度、高可靠性的特性以及其模块化、智能化、柔性化和集成化的快捷方便使其在生产制造中越来越重要。目前轧辊的非圆截面车削数控自动化(软靠模)加工只有少数国家拥有该方面技术,国内在这方面研究仍处于探索阶段,因此开展轧辊的非圆截面车削数控自动化加工研究具有重要理论意义和实用价值。 本课题研究的主要成果及结论: (1) 对开放式数控系统的总体结构进行了构建。完成了非圆截面车削开放式数控系统的硬件平台设计与配置。 (2) 对主轴矢量变频调速系统进行了深入研究。选用高性能主轴电机和高分辨率反馈元件,实现了对主轴转速和转矩的分别控制,这将配合刀具进给伺服系统高精度实现非圆截面车削的软靠模技术。 (3) 由永磁同步交流直线电机构成非圆截面车削的高频进给刀架。进给伺服控制采用PID控制和速度、加速度前馈控制相结合的控制算法,能够有效提高系统响应精度,降低伺服系统跟随误差。 (4) 编制了开放式数控系统的软件平台,该控制软件平台是在windows环境下采用模块化结构应用VC++语言编程实现。设计出了数据拟合、自动求解、非圆截面车削的软靠模及PLC等模块。在这个软件平台上,实现了轧辊非圆截面车削加工指令的自动生成和非圆截面车削的软靠模。 以上研究结论为非圆截面车削开放式数控系统的进一步研究与开发提供了良好的理论基础和实际应用材料。
余洋[7]2016年在《永磁电机式机械弹性储能系统设计与控制技术研究》文中进行了进一步梳理储能技术是调峰调频、构建智能电网和保障间歇式新能源入网的关键核心技术,能在电力系统发、输、配、用四大环节发挥巨大效用。本文提出了一种利用涡卷弹簧机械弹性的电能储存方式,对其总体技术方案、系统性设计、模型和控制方法进行研究。论文的主要工作如下：(1)提出了一种新型基于涡卷弹簧的机械弹性储能技术方案。选用永磁同步电机为执行机构,构建了永磁电机式机械弹性储能系统,设计了系统的技术实现方案,论证了系统的技术可行性,分析了系统涉及的关键技术。(2)建立了机械弹性储能技术特性指标,提出了一种基于微分进化算法的涡卷弹簧结构优化设计方法,设计了一种新颖的“手拉手”串联联动式储能箱结构。基于机械弹性储能技术特性指标,分析了三种常见涡簧材料的储能特性,比较了机械弹性储能与其它主流储能技术的储能特性；在此基础上,运用传统经验公式法设计了涡卷弹簧结构,并分别以储能容量和储能密度最大为优化设计目标,采用微分进化算法对涡卷弹簧结构进行了优化设计。结果表明,机械弹性储能系统在功率密度、自放电率、工作温度等诸多技术指标上具有比较优势；不同目标函数下涡卷弹簧优化外形的芯轴直径、弹簧厚度和强度系数基本相同,增加弹簧厚度是提高涡簧储能容量和储能密度的有效方法。针对单一涡簧箱储能容量较低的问题,还设计了一种新颖的联动式储能箱结构,通过串联连接多个涡簧箱,以简单、精巧的结构设计,在基本不改变储能箱最大输出扭矩的基础上,增大了储能容量,平滑了扭矩输出特性。(3)构建了永磁电机式机械弹性储能全系统数学模型,提出了一种基于分段分态思想的储能涡簧转动惯量通用计算方法。分析了储能过程涡簧扭转变形特性,根据储能时涡簧簧片的状态变化和相应的阶段划分,计算了储能过程中涡簧实时变化的转动惯量。结果表明,储能过程中涡簧从外盒内壁不断向芯轴收缩,使得其扭矩不断增大,转动惯量逐渐减小,发电过程则与之相反。在此基础上,建立了永磁电机式机械弹性储能全系统数学模型,该模型表现出高维度、多变量、强耦合的非线性特征。(4)针对系统储能运行时涡簧转动惯量和扭矩同时变化情形以及低转速要求,考虑永磁同步电动机模型非线性的特点,提出了一种带遗忘因子的最小二乘辨识与微分进化优化算法相结合的改进非线性反推控制方法。该方法通过带遗忘因子的最小二乘算法同时估计储能系统转动惯量和扭矩,将估计结果输入设计的改进反推控制器,并采用自适应微分进化算法对控制参数进行了优化。仿真结果表明,控制方法能够抑制涡簧转动惯量和扭矩的同时变化,保证定子电流输出期望的参考值,使永磁电机式机械弹性储能系统在给定的低转速下稳定储能。(5)针对系统发电运行时外部动力源涡簧转动惯量和扭矩同时变化情况,计及永磁同步发电机内部结构参数不确定情形,提出了一种基于高增益观测器的L2鲁棒反推控制方法。该方法把电机外部动力源特性与电机内部结构参数变化表达为电机状态空间模型上的综合干扰,利用高增益观测器估计该综合干扰,并将L2增益理论和反推控制理论相结合,设计了L2鲁棒反推控制器。仿真结果表明,高增益干扰观测器能够较为准确地观测内外干扰,提出的控制方法在抑制内外部干扰的同时,保证了永磁同步发电机输出电流和运行转速跟踪各自的参考值,实现了永磁电机式机械弹性储能系统安全、高效发电。(6)以上述研究工作为基础,开发了基于弹簧钢材料的储能涡簧和联动式储能箱,计算了储能涡簧转动惯量,研制了小型永磁电机式机械弹性储能系统原理性样机。通过原理性样机的储能运行和发电运行实验,验证了本文所提设计方案、模型和控制方法的正确性与有效性。
张琦[8]2013年在《高动态响应的经编机电子横移系统研究》文中研究指明高速经编机因其生产效率高、产品适用领域广而在各种经编装备中占据重要地位。高速经编机的全电脑化进程，也随着多品种小批量高频次的市场需求，及电子与伺服控制技术的飞速发展而被迅速推进，但高速经编机垫纱运动的复杂和高频特性，给导纱梳栉的横移运动控制提出了难度极高的控制要求，使得对高速经编机梳栉横移运动的数字化控制，成为高速经编机全电脑化进程中的一个技术瓶颈。我国拥有全球85%的经编机台，国外采用通用伺服电动机研发的电子横移高速经编机机速已达1400r/min，而我国截至目前还无成熟的同类产品。基于此技术现状，本课题开展对高动态经编机电子横移系统的研究。首先，通过对高速经编机产品结构的特征分析，得出电子横移产品的优势特征为小提花加大循环，即产品结构生产对电子横移系统所提要求为：更强的灵活变换起花能力和更大的花型信息存储功能；通过对经编梳栉的垫纱运动进行横移与摆动的动作时序分解，得出电子横移系统的基本运动特征为：高频度大加速往复启停、高精度微距离线性定位。为验证高速电子横移系统的动态稳定性，分别建立了电子横移系统中梳栉锁合机构、丝杆传动机构、交流永磁同步伺服电动机及反馈控制环节各自分离的动力学数学模型，分析了梳栉质量与系统等效传递刚度对定位偏差的影响，然后综合各分离模型建立了系统的整体动力学模型，采用simulink进行系统模型模拟并进行阶跃激励仿真，仿真结果表明在一定范围内增加系统增益或改变传递刚度值可以提高系统响应频率，但当增益调整到一定值时，由于系统共振频率接近其自然谐振频率，此时系统稳态误差增大，动态响应效果恶化。其次，通过对高速凸轮机构简谐运动规律的动力学特性参数的分析比较，选择了适合本课题横移驱动电动机使用的无停留修正梯形加速度策略，以保证导纱梳栉在横移运动时速度、加速度和跃度均连续且拥有较小的驱动电动机功率；通过对不同伺服控制模式响应特性的比较，选择了具备高频加速特性的速度控制模式与精确定位特性的位置控制模式的组合控制策略，以实现大加速启动和高精度定位停车的双目标控制要求；最后推导了利用电子凸轮运动控制算法，来实现无停留修正梯形加速度曲线与工艺曲线进行耦合，获取静态电子凸轮数据表和动态工艺凸轮数据表的算法和步骤。然后，采用自底向上的顺序，依次构建高速电子横移系统的三层架构。经过优选的高精度滚珠丝杆传动系和超低惯量伺服电动机构成了系统最底层的运动执行层；利用DSP+CPLD组合实现的基于PCI接口的半独立式横移运动控制器，构成了系统的中间运动控制层；在运动管理层，重点设计了超大花高凸轮数据表的动态加载，以及断电断点续编等软件模块，完成了整个高动态响应电子横移运动控制系统的研发与软硬件功能实现。最后，基于所构建的高速电子横移系统进行了多组对比实验以测试和验证系统的动态响应性能。通过比较不同控制策略下、不同加速策略下电动机动态速度曲线的特征，以及各自之间的差别，验证了所选的无停留修正梯形加速策略与速度/位置的混合控制策略控制下的横移伺服电动机，完成针前E32一针距横移耗时仅为8.3ms，高于其它加速和控制策略，满足系统预期动态响应要求；通过采用声学振动测试仪对横移系统中的机械传动机构进行等效弹性质量体模态分析得出，梳栉机械传动机构有自然谐振频率约为12.5HZ，对应机台转速约为750r/min，即系统虽有共振区但共振区不在工作速度区，因此所选择的丝杆等传动机构能满足系统在1200r/min附近高速正常生产要求；最后在机电一体化动态响应测试中，经在线测得电动机与丝杆传动机构这一组合体的伯德图分析得知其共振频率约为2KHZ，提出利用电子陷波器抑制系统共振并进一步提高系统动态响应性能的措施，通过对其进行软件陷波后可以滤除电动机丝杆螺母啸叫等机械共振，在共振抑制效果较好的情况下可以将系统动态响应再提高至主轴转速1300r/min。
于泽浩[9]2008年在《无轴系统同步控制的研究》文中研究表明无轴传动印刷机具有传动精度高、结构简化、传动比范围宽、调整方便等优点,它已逐步取代传统机械长轴印刷机并成为未来印刷业的发展趋势。经过多年的研究,许多学者都提出了一些应用于无轴传动系统的同步控制策略,至今为止,对于无轴传动印刷机同步控制系统的研究仍是热点与难点。面对各种因素造成的不同步现象,寻求多轴高性能的同步运动仍是一个急待解决的问题。本文针对无轴传动印刷机同步控制中所存在的难题进行了探索性的研究。本文首先以无轴传动印刷机为研究对象,在剖析无轴传动技术优势和学习无轴传动印刷机同步控制的基础知识之后,研究了目前常见的几种多电机的同步控制方式,为无轴传动印刷机同步控制系统设计了电子虚拟总轴同步控制策略,仿真结果说明了电子虚拟总轴控制策略能够满足多轴(大于两轴)系统速度同步和位置同步的要求,适合应用于无轴传动印刷机的同步控制系统。其次,本文在研究了滑模变结构控制算法的基础上,为无轴系统设计了滑模变结构控制器,以提高系统的跟踪性能和鲁棒性；并且针对实际运行过程中,驱动电机负载转矩变化等因素对同步精度造成的影响,设计了基于积分切换函数的自适应滑模变结构控制器。最后,对整个无轴传动印刷机同步控制系统进行了设计,并在MATLAB环境下对系统进行了仿真研究,仿真结果表明本文所提出的控制策略不但能够实现无轴传动印刷机的同步控制,而且能够有效地抑制系统参数变化等对系统位置同步造成的影响,达到了研究目的。
汤新舟[10]2005年在《永磁同步电机的矢量控制系统》文中认为自80年代以来,永磁同步电机控制系统得到了迅速的发展,永磁同步电机控制系统也越来越多的应用在各种工业场合,在高精度的伺服控制系统中,永磁同步电机已逐渐取代直流电机控制系统称为主流。 本课题是浙江大学和宁波海天公司合作的横向课题,课题主要内容是研制注塑机械用永磁同步电机控制系统。控制系统对传统液压传动的注塑机械进行变频改造以达到节能等目的。本文从课题要求和实际应用的角度出发,设计了以TMS320F240为核心的永磁同步电机矢量控制系统,详细叙述了控制系统的搭建方法,并对永磁同步电机的初始位置检测和死区补偿作了理论的研究。 本文的结构和主要研究内容如下: 第一章介绍了永磁电机的原理、现状和发展历史;永磁电机的两个主要类别无刷直流电机和永磁同步电机的控制系统及各自的特点。分析了影响永磁同步电机控制系统发展的几个主要因素。最后提出了本文需要解决的问题。 第二章对永磁同步电机的基本结构和数学模型做了详细的介绍。介绍了永磁同步电机控制系统的主要组成部分电流环,转速环和位置环的常见控制策略,这三个环之间的关系和如何综合调节这三个环。控制系统采用的是矢量控制方法,本章最后详细地分析了永磁同步电机的矢量控制策略,这种策略的软件实现方法,并给出了基于MATLAB/SIMULINK的控制系统仿真。 第三章从介绍了实际的电路设计,包括搭建以TMS320F240为核心的控制系统的搭建,智能功率模块IPM的使用及控制的主要方法,控制面盘的设计。 第四章分析了永磁同步电机控制系统中的一个主要问题:初始位置检测。分析了现有的初始位置检测的主要方法,并提出了一种利用永磁同步电机的凸极效应和非线性的磁化特性来估算转子初始位置的方法,这种方法不需要任何位置传感器,可以应用于无速度传感器永磁同步电机控制系统之中。 第五章介绍了矢量控制永磁同步电机矢量控制系统的死区补偿问题。死区补偿是全文理论研究的主要内容。本章根据平均电压的方法分析了空间矢量调制逆变器死区效应对逆变器所造成的电压和电流的畸变情况,以及对控制系统的性能所造成的影响,指出死区补偿是影响永磁同步电机低速性能的主要因素。并对死区补偿的影响作了定量的推导,根据推导所得的结论提出了两种软件死区补偿的方法。提出了软件死区补偿的实现方案并以实验验证了这种方法的可行性。 在论文的最后对全文的工作进行了总结。
参考文献：
[1]. 主轴永磁同步电动机及其传动系统设计研究[D]. 郭振宏. 沈阳工业大学. 1999
[2]. 主轴永磁同步电机的设计与优化[D]. 董轶. 沈阳工业大学. 2012
[3]. 永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合动力学分析与实验[D]. 林利红. 重庆大学. 2009
[4]. 数控四轴立式加工中心主轴伺服控制研究[D]. 邝治全. 华南理工大学. 2010
[5]. 基于TMS320F2812的永磁同步电动机主轴驱动控制系统的研究[D]. 李靖. 哈尔滨理工大学. 2008
[6]. 非圆截面车削开放式数控系统的研究与设计[D]. 徐志刚. 河北工业大学. 2006
[7]. 永磁电机式机械弹性储能系统设计与控制技术研究[D]. 余洋. 华北电力大学(北京). 2016
[8]. 高动态响应的经编机电子横移系统研究[D]. 张琦. 江南大学. 2013
[9]. 无轴系统同步控制的研究[D]. 于泽浩. 东北大学. 2008
[10]. 永磁同步电机的矢量控制系统[D]. 汤新舟. 浙江大学. 2005
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