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《东北大学》 2010年
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伺服系统中精密传动系统的机电耦合仿真研究

李明道  
【摘要】:伴随着微型计算机技术、电子电力技术、稀土永磁材料和控制理论的发展,PMSM在中低容量的运动控制系统中得到了广泛的应用,尤其在伺服传动中,PMSM正在逐步取代步进电机、直流电机。另外伴随着新加工技术和新设计方法的频现,精密传动系统的精度也在不断提高。因此研究PMSM和精密传动系统之间的耦合关系具有重要的现实意义,也对二者的设计与选用有一定的参考价值。本文主要开展了以下几个方面的工作: (1)提出了伺服系统中存在着四种机电耦合形式:电磁转矩直接耦合、谐波转矩直接耦合、微变量控制回路耦合、多传动子系统相互耦合。其具体的表现形式有两种:其一为电力驱动系统的电参数和机械传动系统的运动、力参数间的强耦合,另一为电力控制系统的控制微参量和机电系统主运动参量间的弱耦合。 (2)推导了交流伺服电机在三相静止坐标系下的数学模型,并详细介绍了空间矢量脉宽调制技术。 (3)运用坐标变换的方法成功的实现了交流伺服电机的解耦,根据相应的控制框图和SVPWM技术,在MATLAB/simulink环境下实现了对PMSM的仿真。仿真结果表明,矢量控制下的PMSM具有良好的动、静态性能。 (4)根据并联机床传动机构的结构简图,建立其动力学模型,并在simulink下实现。仿真结果表明增大转动惯量可使系统的初始速度波动幅值变小,但使系统的响应时间变长。增大阻尼可使系统的初始速度波动幅值变小,且使系统的响应时间变短。扭转刚度对系统的响应时间影响不大,但是增加扭转刚度可使系统的初始速度波动幅值减小。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM921.541

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