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超高速加工机床用电主轴及其矢量控制方法研究

栾景美  
【摘要】: 本文从超高速加工技术飞速发展的背景出发,讨论了超高速电主轴对超高速加工技术发展的重要作用和意义;分析了超高速电主轴研究的国内外现状及发展趋势;详细论述了超高速电主轴的关键技术,包括电主轴结构优化设计、高速轴承技术、油气润滑技术、精密加工与精密装配技术以及内装式电机设计制造技术等,并深入研究了超高速电主轴无速度传感器矢量控制系统的数字仿真技术。 计算机仿真作为一种现代设计方法,在无速度传感器矢量控制系统开发中可以缩短开发周期,降低开发成本,提高应用开发的成功率,是矢量控制系统开发中不可缺少的手段。 本文在MATLAB/Simulink中建立了整个矢量控制系统的仿真模型。为了得到高的动静态性能,系统结构采用转速和磁通双闭环控制。为了保持转子磁通恒定,采用了混合式磁通模型,它可以保证全速范围内磁通观测的准确性。为了提高系统的可靠性,本文采用速度观测器来替代传统的速度传感器进行转速反馈,并提出了无功功率MRAS转速估计法,提高了转速观测的精度以及系统对电气参数变化的鲁棒性。 本研究作了各种工况下的仿真试验模拟,结果验证了所建立的基于无功功率MRAS转速观测器的无速度传感器矢量控制系统仿真模型的正确性。


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