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长期以来,电力拖动系统一直存在低速运行不平稳,精确定位困难等问题,己成为提高系统精度,保证产品质量的一个重大障碍。因此,伺服系统的低速问题一直是伺服领域研究的热点。除了软件补偿外,大量文献显示,伺服系统的硬件驱动设计也是影响低速问题的重要因素。因此,研究直流伺服系统的驱动方式是具有一定的学术意义和实践意义的。
本文首先在理论上对直流伺服系统的调速方法进行了对比分析,得出目前PWM以其诸多的特有优点已成为直流伺服系统中广泛应用的主要驱动模式。接着,主要针对PWM的驱动方式对直流伺服系统低速性能的影响进行了讨论。通过理论上的对比分析,得出H型双极模式的零点振颤特性会大大改善负载的摩擦特性,从而改善系统的低速性能,是工程上理想低速特性的最佳PWM功放的控制模式。
硬件设计中,采用了IPM智能模块代替传统的IGBT电路作为驱动级,首次巧妙的应用CPLD在同一功率级电路中通过编程实现H型单极、单极受限、双极三种模式的切换,大大简化了系统的硬件设计。
软件设计中,采用速度、位置双闭环控制结构,控制器算法采用了双滞后超前校正。控制部分的软件由C语言实现。设计方法上,采用连续系统对数频率特性法,通过计算机仿真,确定了系统的最佳参数。然后采用双线性变换方法进行离散化处理,进行数字实现。
最后,对本文提出的理论和方法进行了低速实验研究,并取得了与理论分析一致的结果,实际证明了本论文理论分析的正确性和工程应用的价值。