工業(yè)縫紉機(jī)交流伺服系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著服裝行業(yè)的發(fā)展，服裝的制作工藝日趨復(fù)雜，制作效率也要求越來越高，傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉機(jī)控制技術(shù)已不能滿足發(fā)展的需要。目前，微電子器件、電力電子器件、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的高速發(fā)展，稀土磁材料和制造工藝的提高，為電力電子變換器-交流永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的研發(fā)提供了良好的技術(shù)支持和物質(zhì)基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的智能型工業(yè)縫紉機(jī)伺服系統(tǒng)具有噪音小、效率高、定位準(zhǔn)確和智能化操作等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的制作工藝，提高服裝行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。鑒于此，開展了以

2、下以工業(yè)縫紉機(jī)交流PMSM伺服控制系統(tǒng)為對(duì)象的研究內(nèi)容： 結(jié)合節(jié)能與環(huán)保的時(shí)代主題，對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)、電力電子變換技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等理論知識(shí)的進(jìn)行了較為深入的歸納、總結(jié)和分析，對(duì)工業(yè)縫紉機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、縫紉工藝、電氣部分所要完成的任務(wù)等方面進(jìn)行了廣泛的理解和熟知； 交流伺服控制系統(tǒng)的理論分析，包括采用零矢量的SVPWM和不采用零矢量的SVPWM算法（即共模電壓最小調(diào)制算法），PMSM電動(dòng)機(jī)的矢量控制算法和增

3、量式PI調(diào)節(jié)器的工作原理，將三者結(jié)合進(jìn)行了大量的理論分析和基于MATLAB/SIMULINK的仿真分析，為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)； 交流伺服控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，包括功率電路、控制電路以及串行通訊電路在內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，功率電路主要包括交流整流電路、單電源驅(qū)動(dòng)的逆變器IRAMX16UP60A電路、脈沖編碼電路等，控制電路主要包括PWM脈沖發(fā)生電路、SPI通訊電路、DSP TMS320F2801與伺服系統(tǒng)專用控制芯片IRMCK201及其

4、外圍電路、旋轉(zhuǎn)編碼檢測電路、HALL電流檢測電路，在考慮成本、EMC、效率等因素后考慮完成了相關(guān)的原理圖繪制和PCB繪制； 交流伺服控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括軟件設(shè)計(jì)的目標(biāo)和程序結(jié)構(gòu)的安排，主要功能模塊包括位置控制PI調(diào)節(jié)器子程序、SPI通訊的子程序、A/D檢測子程序、人機(jī)接口子程序、故障處理子程序等，采用C語言和匯編語言混合編程的方法完成了整個(gè)程序的編制和調(diào)試； 交流伺服控制系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)試，在硬件電路完成設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，

5、逐漸編制相應(yīng)的控制程序，進(jìn)行調(diào)試，最終完成整個(gè)系統(tǒng)程序的統(tǒng)調(diào)。系統(tǒng)調(diào)試中遇到了很多問題，如PID控制參數(shù)匹配問題、通訊程序的對(duì)調(diào)、軟件抗干擾等，最終完成了500W工業(yè)縫紉機(jī)交流PMSM伺服控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)有關(guān)功能，獲得了大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果； 交流伺服控制系統(tǒng)改善輸入功率因數(shù)的設(shè)計(jì)，鑒于高檔智能型工業(yè)縫紉機(jī)伺服系統(tǒng)需要高的輸入功率因數(shù)，在分析現(xiàn)有單相AC/DC變換器功率因數(shù)校正技術(shù)的各種方法、16A以下的IEC6100