工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著縫制行業(yè)的快速發(fā)展，市場對高性能縫紉設(shè)備的需求越來越多。傳統(tǒng)的離合器式工業(yè)縫紉機(jī)調(diào)速性能差、體積大、停針不精確、能量耗費(fèi)嚴(yán)重，不能滿足高質(zhì)量縫紉工作的需求。當(dāng)前市場上，帶伺服控制系統(tǒng)的工業(yè)縫紉機(jī)越來越多，但基本采用光電傳感器獲取電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置信息，生產(chǎn)及維護(hù)成本高;并且由于無能量回饋功能，工業(yè)縫紉機(jī)工作過程中頻繁停針產(chǎn)生的制動能量，一般通過制動電阻消耗掉，造成浪費(fèi)。本論文針對工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制系統(tǒng)展開研究，選用面貼式永磁同步電機(jī)作為

2、執(zhí)行電機(jī)，設(shè)計(jì)了一套速度響應(yīng)快、停針位置精確、縫紉功能豐富、無需安裝速度傳感器、可回饋制動能的工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制系統(tǒng)。
　　主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)為改善調(diào)速控制系統(tǒng)的動靜態(tài)性能，提出一種基于轉(zhuǎn)子動能儲存的矢量控制策略;針對轉(zhuǎn)動慣量和負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動，提出一種負(fù)載功率前饋補(bǔ)償?shù)姆椒ā７抡婧蛯?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較于轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)矢量控制策略，所提出的控制策略提升了系統(tǒng)動靜態(tài)性能，且能夠克服系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量和負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動的不利影

3、響。
　　(2)針對工業(yè)縫紉機(jī)伺服控制系統(tǒng)機(jī)械式位置傳感器的缺點(diǎn)，研究了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filting，EKF)的無速度傳感器控制策略。在EKF算法中，引入蟻群算法解決系統(tǒng)噪聲模型即其協(xié)方差矩陣Q和R的選擇問題。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了基于蟻群算法整定Q和R參數(shù)的EKF算法用于永磁同步電機(jī)無速度傳感器控制的有效性。
　　(3)為回收工業(yè)縫紉機(jī)頻繁停針產(chǎn)生的制動能，設(shè)計(jì)了一套基于單相整流器的能量