大功率永磁同步電主軸驅(qū)動關(guān)鍵技術(shù)研究

發(fā)布時間：2021-02-01 16:02:19點(diǎn)擊率：

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永磁同步電主軸作為高精度數(shù)控機(jī)床的核心部件之一,在航空航天,汽車,精密儀器和模具加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用.自主開發(fā)高速高剛度的大功率永磁同步電主軸系統(tǒng),對于我國在高檔數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和核心競爭力將起到至關(guān)重要的作用. 大功率永磁同步電主軸的高速化是數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢之一,多年以來,國內(nèi)外廣大學(xué)者對此做了大量研究,但仍有許多理論和技術(shù)問題需要解決.本文以大功率永磁同步電主軸為研究對象,圍繞如何提高其弱磁控制性能進(jìn)行了深入地研究,涉及矢量控制,電流環(huán)控制策略,死區(qū)補(bǔ)償算法,弱磁控制算法,速度環(huán)控制策略等問題.本文完成的主要工作有: 1.概括總結(jié)了大功率永磁同步電主軸驅(qū)動系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢,詳細(xì)分析了永磁同步電主軸的數(shù)學(xué)模型,矢量控制策略和自抗擾控制理論,深入研究了永磁同步電主軸的弱磁控制策略. 2.針對電流PI調(diào)節(jié)器存在的階躍響應(yīng)超調(diào)與跟蹤速度之間的矛盾,提出了采用快速跟蹤微分器為電流指令安排過渡過程的方法.仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:此方法使電流更快速,平滑地跟蹤指令值,增強(qiáng)了電流控制的魯棒性. 3.針對由于電流PI調(diào)節(jié)器對dq軸電流解耦不徹底所導(dǎo)致的電主軸高速運(yùn)行時易產(chǎn)生較大電流跟蹤誤差的問題,提出了基于電壓前饋解耦的電流控制算法,通過在電壓指令中增加前饋補(bǔ)償以消除耦合項(xiàng)的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該算法

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