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基于Matlab-Simulink数控伺服系统的建模仿真
资料介绍
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基于Matlab-Simulink数控伺服系统的建模仿真.pdf | 291K |
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(完整内容请下载后查看)2006年第 8期
· 控制与检测 ·
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文章编号 : 1001 - 2265 2006 08 - 0067 - 03
基于 Matlab /Simulink数控伺服系统的建模仿真3
王小东 , 王大承
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五邑大学 机电工程系 , 广东 ꢀ江门 ꢀ529020
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摘 要 :利 用 M a tlab / Sim u link软 件 ,通 过 对 永 磁 同 步 电 机 PM SM 本 体 、d / q 坐 标 系 向 a / b / c 坐 标 系 转 换 、
三 相 电 流 源 逆 变 器 等 功 能 模 块 建 立 与 组 合 ,构 建 了 永 磁 同 步 电 机 控 制 系 统 的 速 度 和 电 流 双 闭 环 仿 真 模
型 。根 据 数 控 伺 服 系 统 的 性 能 要 求 ,进 行 参 数 选 择 及 仿 真 。仿 真 结 果 证 明 了 该 系 统 模 型 的 有 效 性 ,为 数
控 伺 服 控 制 系 统 的 设 计 和 调 试 提 供 了 理 论 基 础 。
关 键 词 : M a tlab / Sim u link; 数 控 伺 服 系 统 ; 永 磁 同 步 电 机 ; 仿 真
中 图 分 类 号 : TP273 ꢀ ꢀ ꢀ文 献 标 识 码 : A
Sim ulation and M odeling of PM SM Based on M atlab
WANG Xiao2dong, WANG Da2cheng
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Department ofMechanical and Electrical Engineering, W uyi University, Jiangmen Guangdong 529020, China
Abstract: In Matlab /Simulink, the blocks, such as PMSM block, coordinate transformation formed q /d to a /
b /c block, three phase current source inveter controller block, etc. have been modeled. By the organic combi2
nation of these blocks, two control loops are used. The parameters are chosed by the performance of servo sys2
tem. The reasonability and validity have been testified by simulate result and this novel method offers a new
thought for designing and debugging actual motor.
Key words: Matlab /Simulink, NC servo system; PMSM, simulation
接 收 CNC 的 控 制 命 令 后 ,快 速 、平 滑 的 驱 动 工 作 台 运
0ꢀ引言
动 。光 电 编 码 器 完 成 速 度 反 馈 实 现 闭 环 控 制 。系 统 组
成 如 图 1 所 示 。
数 控 机 床 的 伺 服 系 统 一 般 由 电 流 环 和 速 度 环 组
[1 ] 。各 环 节 性 能 的 最 优 化 是 整 个 伺 服 系 统 高 性 能 的
成
基 础 [2 ] 。为 了 提 高 伺 服 系 统 的 性 能 各 环 节 均 有 调 节
器 ,但 是 各 环 节 调 节 器 的 参 数 调 整 一 直 困 扰 着 工 程 技
术 人 员 ,很 多 场 合 只 能 采 用 简 化 模 型 加 经 验 调 整 的 方
法 进 行 参 数 调 节 ,使 得 参 数 调 整 繁 琐 且 大 部 分 数 控 机
床 的 伺 服 系 统 并 没 有 工 作 在 最 优 的 状 态 下 。目 前 对 调
节 器 参 数 整 定 、优 化 问 题 的 研 究 多 是 基 于 单 个 环 节 的 ,
对 于 数 控 机 床 伺 服 系 统 整 体 参 数 优 化 调 整 的 研 究 还 较
少 。本 文 应 用 M a tlab / Sim u link工 具 包 建 立 数 控 机 床 伺
服 系 统 的 数 学 模 型 ,进 行 仿 真 ,从 整 体 角 度 出 发 对 伺 服
系 统 整 体 参 数 的 优 化 和 调 整 进 行 研 究 。
图 1ꢀ数控机床组成图
1. 1ꢀ永磁同步电机的数学模型
永 磁 同 步 伺 服 电 机 作 为 机 床 控 制 的 主 要 执 行 部
件 ,其 运 行 的 精 度 和 稳 定 性 直 接 决 定 系 统 总 体 的 性
能
[3 ] 。永 磁 同 步 电 机 完 成 的 是 电 能 向 机 械 能 的 转 换 ,
要 用 数 学 表 达 式 来 描 述 它 ,应 包 括 两 部 分 :电 气 部 分 和
机 械 部 分 。
电 气 部 分 ,永 磁 同 步 电 机 的 定 子 与 感 应 电 动 机 相
同 ,是 三 相 对 称 交 流 绕 组 , 而 转 子 是 一 个 钕 铁 硼 永 磁
体 ,它 无 需 外 加 励 磁 ,结 构 简 单 ,但 是 使 电 机 磁 路 变 得
更 加 复 杂 。其 数 学 模 型 只 有 在 转 子 坐 标 系 中 才 较 为 简
单 实 用 ,因 此 通 常 把 PM SM 的 电 压 、电 流 方 程 建 立 在 转
1ꢀ数控伺服系统的数学模型
数 控 机 床 通 常 由 数 控 系 统 、永 磁 同 步 伺 服 电 机
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PM SM 、位 置 或 速 度 传 感 器 及 工 作 台 等 组 成 。 CNC
用 来 存 储 工 件 加 工 程 序 、与 计 算 机 通 讯 、进 行 各 种 插 补
运 算 ,向 各 个 轴 的 伺 服 驱 动 器 发 出 控 制 命 令 。 PM SM
收稿日期 : 2006 - 02 - 27
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ꢀ3 基金项目 :广东省自然科学基金资助项目 32364 ; 广东省高教厅基金资助项目 Z02067
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作者简介 :王小东 1981— ,男 , 内蒙古赤峰人 ,五邑大学机电工程系硕士研究生 ,研究方向为数控系统及其仿真 , E - mail wangxiaodong1816@
126. com。
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