電動(dòng)造波機(jī)交流伺服控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、造波機(jī)是一種與海工建筑試驗(yàn)水槽配套的基礎(chǔ)設(shè)施，它在水槽或水池中激起不同波長(zhǎng)和波高的波浪，模擬實(shí)際波浪對(duì)建筑物或設(shè)備的影響，通過(guò)測(cè)定各種技術(shù)數(shù)據(jù)，為海工建筑或船舶的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。本課題即以天津大學(xué)港口與海洋工程實(shí)驗(yàn)室水槽造波機(jī)的建設(shè)為背景。造波系統(tǒng)在硬件上主要由PC、運(yùn)動(dòng)控制器、伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器、波高儀、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及一些機(jī)械部件構(gòu)成。在完成了造波系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)控制器的選型和系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計(jì)后，主要完成了系統(tǒng)控制程序的編寫(xiě)和上位機(jī)人機(jī)

2、界面的設(shè)計(jì)。波高儀是測(cè)量水位變化的儀器，為數(shù)據(jù)采集提供信號(hào)源，本文首先分析了波高儀電路原理，并根據(jù)實(shí)際電路進(jìn)行了電路改進(jìn)，將水位變化的物理信號(hào)轉(zhuǎn)化為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)。 造波機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)典型交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，伺服電機(jī)作為系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其控制效果是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。因此本文除了上述工作外，針對(duì)永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)(PMSM)，首先討論了其結(jié)構(gòu)原理和數(shù)學(xué)模型，然后重點(diǎn)闡述了空間電壓矢量(SVPWM)原理和PMSM的矢量控制方法

3、，并詳細(xì)講解了SVPWM方法的Matlab/Simulink實(shí)現(xiàn)的過(guò)程和Matlab子模塊，最后根據(jù)id=0的控制策略實(shí)現(xiàn)了整個(gè)PMSM控制系統(tǒng)的仿真。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析，表明所建系統(tǒng)的模型具有可行性。 另一方面，由于造波系統(tǒng)中采用的是雙伺服電機(jī)，雙電機(jī)的位置同步性能是影響造波效果的一個(gè)重要方面。因此從這一角度出發(fā)，著重討論了多電機(jī)位置同步控制的策略，對(duì)經(jīng)典的同步控制策略與基于模糊控制補(bǔ)償器的控制方法進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)之上引