论文部分内容阅读
近年来,由于高效、高速、高精度的加工要求,高档数控机床的研究和应用越来越广泛,也是目前国家重要的研究项目之一。直驱技术实现了零传动驱动的方式,这种驱动方式具有高速度、高加速度、高精度、大推力,快速响应性等特点,因此这种技术被广泛应用于高档数控机床,其中永磁同步直线电机就是采用直接驱动的方式。 直驱技术作为一种全新的传动方式,它取消了中间传动环节,由此也给伺服系统的控制带来了很多问题,如负载变化的扰动、控制系统的非线性、机电强耦合等,都严重的影响着直线电机的伺服性能,成为直线电机的应用和推广道路上的一个绊脚石。 针对交流伺服系统的参数时变和非线性,设计了一种自调整模糊PID控制器,以实现具有一定自适应能力的高性能交流伺服系统。本论文主要做了以下工作: (1)分析了永磁同步直线电机的工作原理,建立了其数学模型。针对伺服控制系统具有非线性、强耦合的特点,采用矢量变换和id=0的控制策略实现对直线电机的解耦控制。并介绍了空间电压脉宽调制技术,实现了伺服驱动器的逆变控制。 (2)介绍了伺服控制系统的软、硬件的实现。并对整个伺服控制系统进行了整体分析,分别对永磁同步直线电机的位置环、速度环、电流环三闭环进行设计;速度和电流环采用PI控制器;而位置环则采用了一种自调整模糊PID控制器,它不依赖于控制对象的模型,具有很强的鲁棒性和适应性。 (3)通过直线电机实验台的测试结果和分析表明,适当的调整伺服系统的PID的控制参数,能够使伺服性能得到最佳的控制效果,验证了控制算法的可行性。