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文檔簡介
1、伺服電動缸是最常見的電動執(zhí)行元件,具有定位點數(shù)多、定位精度高、傳動效率高、節(jié)能省電等特點,在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前伺服電動缸的生產(chǎn)廠商或者使用者都會對其控制性能、運行特性及運行能耗進(jìn)行考慮,進(jìn)而影響到伺服電動缸的設(shè)計、優(yōu)化、選型及使用。采用機電一體化設(shè)計的伺服電動缸存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件多、零部件耦合性強等特點,一方面會導(dǎo)致對其進(jìn)行精確控制比較困難,另一方面會對其運行能耗分析與測試帶來困難。因此,對伺服電動缸的運動控制模型進(jìn)行分析與
2、仿真研究、運行能耗分析與測試顯得十分有必要。
本文以日本SMC株式會社生產(chǎn)的LEFS25AB-500B-R16N型號的直線導(dǎo)軌式伺服電動缸為研究對象,其采用永磁同步電動機作為驅(qū)動電動機。本文的主要研究內(nèi)容包括伺服電動缸仿真研究與伺服電動缸的運行能耗分析與測試。
對伺服電動缸進(jìn)行仿真研究,首先,對采用矢量控制策略的永磁同步電動機的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析;其次,對基于id=0矢量控制方式的永磁同步電動機位置伺服控制系統(tǒng)的三閉
3、環(huán)進(jìn)行設(shè)計,電流環(huán)、速度環(huán)及位置環(huán)的調(diào)節(jié)器分別采用PI、PI、純比例控制及在速度環(huán)與電流環(huán)前均增加位置前饋補償控制,以解決永磁同步電動機位置伺服控制系統(tǒng)采用傳統(tǒng)PID控制時存在著位置跟蹤滯后、響應(yīng)速度慢、超調(diào)量大等現(xiàn)象以致其往往不能滿足高跟蹤精度與高跟蹤速度的要求的問題;再次,把伺服電動缸的機械傳動部分等效為一個主要考慮其剛度、阻尼、慣量與延時效應(yīng)的模型,推導(dǎo)出其數(shù)學(xué)模型及傳遞函數(shù);最后,結(jié)合永磁同步電動機位置伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與機
4、械傳動部分的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出伺服電動缸的數(shù)學(xué)模型,并對伺服電動缸的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了MATLAB/Simulink仿真。
對于伺服電動缸的運行能耗測試的研究,首先,根據(jù)伺服電動缸的運行機理,分析了伺服電動缸運行能耗的機理及組成,從理論上推導(dǎo)出伺服電動缸的運行能耗的數(shù)學(xué)模型;其次,根據(jù)伺服電動缸運行特性、試驗條件及試驗需求,設(shè)計并搭建了基于LabVIEW的伺服電動缸運行能耗試驗系統(tǒng);再次,針對不同運行狀況下的伺服電動缸的運行能耗進(jìn)行
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