导　　师： 王孝洪

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着“工业4.0”和“中国智能制造2025”概念的提出,工业机器人被大量的应用到传统工业、高科技等领域中,机器人技术逐渐成为评价各国技术先进程度的一个重要指标。在工业机器人中,永磁交流伺服系统得到大规模的应用。伺服作为机器人的关节和动力来源,具备良好的动态性能是关键,它要求伺服在动态调节过程具有足够快的调节时间、足够小的超调量甚至无超调。本文立足于省科技厅项目,对永磁交流伺服系统电流环、转速环的动态性能进行分析,并设计动态性能良好的伺服系统。具体内容包括以下几个方面:永磁交流伺服系统动态性能的核心制约因素在于电流内环的频带宽度,本文对电流环的控制原理和动态性能进行分析,指出可以通过优化反馈通道和PI控制器的设计、减小环路时延来提高动态性能,其中在不提高开关频率的情况下减小SVPWM和逆变器环节的时延是提高电流环频带宽度的关键。文中先采用Σ/ΔADC和双线性Z变换数字滤波提高采样电流的精度、减小纹波,然后基于典型I型系统设计PI参数,使电流环获得较小的超调量,再通过PWM占空比双更新控制策略,大幅地提高频带宽度,使电流环获得良好的动态性能,最后通过Matlab仿真验证理论设计的有效性。在电流环的基础上画出转速环的控制框图,进行动态性能分析,指出可以通过优化反馈通道和PI控制器的设计、加入前馈控制提升动态性能,其中前馈控制的加入是提高转速环频带宽度的关键。文中先采用M/T法提高转速计算精度,实测转速谐波并设置相应的滤波时间常数,然后基于典型II型系统设计PI参数,使转速环具有较好的抗干扰性能,再加入前馈控制器,提高频带宽度,并加入积分抗饱和策略,减小超调,使转速环获得良好的动态性能,最后进行仿真验证。在转速环的基础上,设计位置环控制器,实现�

关 键 词： 永磁交流伺服系统 动态性能 前馈控制

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