基于微機控制的直線電機驅(qū)動系統(tǒng)研究.pdf

1、在90年代中期以后,由于科學(xué)技術(shù)的日新月異,尤其是計算機技術(shù),微電子技術(shù),現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,帶來了電機本體及其相關(guān)學(xué)科的迅猛發(fā)展,使得電機的數(shù)字化控制替代傳統(tǒng)的模擬控制成為未來電機發(fā)展的必然趨勢.而直線驅(qū)動技術(shù)在精密定位領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用.特別是隨著數(shù)控機床加工技術(shù)要求不斷地實現(xiàn)高速和超高速化、精密和超精度化,高速反應(yīng)能力地直線伺服進(jìn)給技術(shù)—所謂地零傳動方式便應(yīng)用而生.直線電機伺服系統(tǒng)與傳統(tǒng)的"旋轉(zhuǎn)電機+滾珠絲杠"進(jìn)給方式相比,

2、雖然消除了機械傳統(tǒng)鏈所帶來的一些不良影響,但卻增加了電氣電子控制上的難度.在要求高精度微進(jìn)給的場合,必須站在更高的層次上,考慮更多的攝動與擾動等不確定因素對進(jìn)給運動的影響,否則,零傳動將失去原來所希望的意義.因此,必須采用更有效的控制技術(shù),諸如使用數(shù)字信號處理器(DSP)芯片、實現(xiàn)電壓正弦PWM控制(SPWM)、電壓空間矢量PWM(SVPWM)控制以及自適應(yīng)控制、神經(jīng)元控制、模糊控制這些現(xiàn)代的控制策略.用軟件和微電子器件取代精度要求很高

3、而又笨重的機械部件來獲得更高性能,無論如何是值得的.論文結(jié)合中山寶泰電路板設(shè)備制造有限公司的電鍍流水線系統(tǒng)而開展地課題研究設(shè)計工作,研究了一套直線感應(yīng)電機驅(qū)動的電鍍流水線及控制系統(tǒng).它采用直線電機直接驅(qū)動,由微控制芯片(DSP)直接控制.由于它不需要中間傳動裝置,因而在機械磨損和噪音的性能方面要明顯優(yōu)于由傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動的流水線傳輸系統(tǒng).對直線電機的控制采用SPWM、電壓空間矢量控制、DSC等控制技術(shù),使得控制系統(tǒng)的性能得到了極大的提

4、高.同時由于系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,使得系統(tǒng)的功能容易擴(kuò)展或簡化.論文首先宏觀介紹直線電機和相關(guān)控制技術(shù)的基本原理、發(fā)展歷史及其分類方法.然后詳細(xì)地介紹了DSP芯片,論述了正弦波PWM(SPWM)法、空間電壓矢量SVPWM控制技術(shù)原理,同時設(shè)計了基于DSP的交流變頻調(diào)速的系統(tǒng)硬軟件結(jié)構(gòu).接著結(jié)合具體地項目,論文介紹了電鍍流水線系統(tǒng)的機械部分、硬件電路部分和控制軟件部分.這一部分同時也是整個論文的核心內(nèi)容.最后論文還就直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),變頻控