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纺丝用多永磁电机同步传动系统研究

李顺智  
【摘要】: 化纤纺丝系统是一个多电机同步传动系统,系统的同步性能直接影响着化纤产品的质量。通过对现有纺丝系统的结构分析,本文用永磁同步电动机取代原有异步电动机作为纺丝驱动电机,在提高系统同步性能的同时,节约了电能,提高了系统的整体效率;针对化纤纺丝系统对高同步性及转速波动小的要求,本文运用基于模糊PID的主从电机同步控制策略来保证多电机之间的同步性以满足化纤纺丝系统的要求。 首先,本文编写永磁同步电动机电磁计算程序,对纺丝用0.2kW稀土永磁同步电动机的电感,电抗,磁密等参数进行合理设计,得出了高效节能的电磁计算方案。然后对所设计的纺丝用永磁同步电动机进行了磁场分析,分析了它的磁场分布、反电动势和气隙磁密,验证了该电磁方案的合理性和可行性。 其次,本文对纺丝用永磁同步电动机运用电压空间矢量脉宽调制技术进行控制,将控制的各个部分根据各自的算法进行模块化设计,并对其进行仿真研究,仿真结果表明该控制方法具有响应速度快,转矩波动小的优点,符合化纤纺丝系统的要求。 最后,本文设计了根据系统状态的变化实时修正PID参数的模糊PID控制器,搭建了基于模糊PID控制器的多电机同步传动系统模型,根据系统的实际情况制定了模糊控制器的隶属函数和模糊规则。为了验证该控制系统的性能,将其与基于传统PID控制器的多电机同步控制系统进行了对比仿真实验。仿真结果表明这种模糊PID多电机同步控制系统缩短系统的响应时间,改善了系统的动静态性能,提高了电机之间的同步精度,满足化纤纺丝系统的要求。


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