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直线电机进给系统及其驱动控制的研究

唐振宇  
【摘要】: 高速加工技术是近十年来迅速崛起的一项先进制造技术。既能大大减少切削时间,又能提高加工精度。高速数控机床和高速加工中心迅猛发展,推动了其功能部件(如数控系统、高速主轴、高速进给系统等)迅速发展。高速加工广泛应用于航空工业、汽车制造工业、模具加工工业等领域。 直线电机进给系统是高速机床的主要功能部件。它彻底改变了传统的滚珠丝杠传动方式存在的弹性变形大、响应速度慢、存在反向间隙、易磨损等先天性的缺点,并具有速度、加速度大、定位精度高、行程长度不受限制等优点,令其在机床高速进给系统领域逐渐发展为主导方向。 本文主要以我校“GD-3型直线电机进给单元”为研究对象。从电机学的角度建立了直线感应电机的数学模型,然后又建立了直线电机进给系统的控制模型,通过MATLAB的Simulink功能模块仿真分析模型中各参数和系统动态稳定性的关系。论文还利用DSP试验装置,搭建了直线感应电机控制的简易试验平台。结合交流电机变频调速的V/F理论,采用数字控制的方法设计了直线电机的SPWM程序,并通过硬件仿真,验证该程序能够满足直线感应电机驱动的需要。


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