基于永磁同步电机的望远镜上轴调速系统研究

doi:E9BD44BCF0606F4686B8ACE3F39AA9AA

	基于永磁同步电机的望远镜上轴调速系统研究
	叶超
学位类型	硕士
导师	李洪文
	2019-06-01
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
关键词	永磁同步电机矢量控制滑模变结构抖振 PI观测器
摘要	随着望远镜口径的增大和负载的增加,对低速传动能力的要求也不断增强,从传统的蜗轮蜗杆、齿轮驱动变为由力矩大、低速性能好、体积小的伺服电机直接驱动。永磁同步电机以其力矩大、体积小、效率高,低速性能好等优点成为直驱电机的良好选择。永磁同步电机直接驱动望远镜主轴转台,其控制直接影响望远镜观测性能。永磁同步电机控制系统属于交流传动的范畴,控制系统较复杂,因此有必要研究永磁同步电机的控制系统以及提高控制系统的性能。本文在研究了永磁同步电机驱动原理后选用表贴式永磁同步电机且采用矢量控制中_di=0的控制方式,达到类似直流电机的控制特性。分析了将直流电变为交流电的空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。在研究了目前伺服硬件系统组成基础上,针对系统组成的各环节特性,利用电机参数、谐振频率等信息设计传统的PI速度控制器和PI电流控制器,并建立了仿真模型,得到系统传递函数和控制器参数。针对传统PI控制器对参数摄动敏感问题,研究了鲁棒性强、动态响应好的滑模变结构控制方法,并将此控制器用在了速度环上,针对滑模变结构开关函数带来的速度控制量抖振的问题,采用新的结构简单、平滑且附带边界层大小的开关函数,使抖振量在一个很小的范围内波动,从而减小了滑模带来的抖振问题;针对电机运行过程中遇到的摩擦转矩以及风阻力矩等不确定性扰动,基于Luenberger观测器设计了一种PI状态观测器,该观测器能够很好的观测出负载扰动力矩,从而前馈补偿到电流环,降低转矩的波动。在控制器设计基础上,将算法移植到DSP程序中,得到实验结果,验证了所提算法的有效性。
页数	92
DOI	E9BD44BCF0606F4686B8ACE3F39AA9AA
语种	中文
引用统计
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/63941
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	叶超. 基于永磁同步电机的望远镜上轴调速系统研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2019.

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