【摘 要】
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机电驱动器（EMA）具有结构紧凑、污染小、易维修且效率高等特点,常常作为液压作动器的替代应用于航空航天、船舶等领域。本文以大负载机电驱动器为对象,围绕其结构设计、关键零部件强度校核、电气控制设计、程序开发与测试以及电机控制策略改进展开研究。在结构方面,通过理论计算与有限元分析结合完成强度校核,以Creo三维建模完成整体装配与接口细化,并绘制完整的二维图纸完成样机的装配。在电气设计与软件开发方面,针
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机电驱动器（EMA）具有结构紧凑、污染小、易维修且效率高等特点,常常作为液压作动器的替代应用于航空航天、船舶等领域。本文以大负载机电驱动器为对象,围绕其结构设计、关键零部件强度校核、电气控制设计、程序开发与测试以及电机控制策略改进展开研究。在结构方面,通过理论计算与有限元分析结合完成强度校核,以Creo三维建模完成整体装配与接口细化,并绘制完整的二维图纸完成样机的装配。在电气设计与软件开发方面,针对电机伺服控制的硬件进行选型设计;设计电控系统的控制箱,合理布局其内部元器件,以便优化其散热与抗电磁信号干扰性能;根据可供电源的电压频率,机电系统的工作流程等进行电气控制线路的设计与安装测试;根据系统的操作指令进行控制程序编写与空载状态下的运行检测。在电机控制策略方面,为了提高目标行程的时间余量以及提高响应速度简化系统结构,针对矢量控制和直接转矩控制分别展开研究。矢量控制以实现弱磁扩速为目标,直接转矩控制以消除定子电阻误差的影响为目标。针对矢量控制,以最大转矩电流比、超前角弱磁扩速、SVPWM为主要算法搭建simulink模型验证其弱磁扩速的有效性。针对直接转矩控制,以电流反馈和磁链反馈的结构区别为展开,搭建两种结构的直接转矩仿真模型,并在磁链反馈过程中引入滑模观测。所开发样机经空载与负载试验能准确完成位置伺服控制。同时,控制策略经过仿真验证其各自的有效性。本文研究工作对机电作动器的应用数据采集和未来控制伺服器的研制有一定的参考意义。
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