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1、碩士學(xué)位論文交流伺服系統(tǒng)速度環(huán)自整定技術(shù)研究RESEARCHONSPEEDLOOPAUTO-TUNINGTECHNOLOGYOFACSERVOSYSTEM張晗哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號：TM351學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.3密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文交流伺服系統(tǒng)速度環(huán)自整定技術(shù)研究碩士研究生：張晗導(dǎo)師：劉家曦副教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：電氣工程所在單位：電氣工程系答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TM351U.D.C:621.3Dissertation
2、fortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSPEEDLOOPAUTO-TUNINGTECHNOLOGYOFACSERVOSYSTEMCandidate：ZhangHanSupervisor：AssociateProf.LiuJiaxiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：Dept.ofElectricalEngineeringDateofDefence：June
3、,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要永磁同步電機具有體積小、重量輕、高功率密度、高效率、轉(zhuǎn)矩脈動小等優(yōu)點，在交流伺服系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。然而受限于技術(shù)水平，與國外的研究成果相比，我國在高性能交流伺服系統(tǒng)的研究中還存在不足，主要體現(xiàn)在國內(nèi)產(chǎn)品普遍不具備參數(shù)自整定功能以及機械諧振抑制功能。因此本文以交流伺服系統(tǒng)的速度環(huán)為研究對象，針對永磁同步電機以及交流伺服系統(tǒng)，開展轉(zhuǎn)動慣量離線、在線辨識；速度環(huán)控制器參數(shù)自整定以及機械
4、諧振抑制的研究。對促進交流伺服系統(tǒng)在高端數(shù)控加工系統(tǒng)及在工業(yè)自動化領(lǐng)域的發(fā)展有重要意義。論文首先針對永磁同步電機的機械運動方程，采用給定三角波指令的方法設(shè)計了轉(zhuǎn)動慣量離線辨識方法；采用遞推最小二乘法對電機的轉(zhuǎn)動慣量進行了在線辨識；對于在線辨識存在的響應(yīng)速度及穩(wěn)態(tài)誤差等問題對辨識方法進行針對性改進，實現(xiàn)了基于變遺忘因子遞推最小二乘法的轉(zhuǎn)動慣量在線辨識策略；并基于已經(jīng)通過參數(shù)辨識獲得的速度環(huán)機械參數(shù)開展了速度環(huán)控制器參數(shù)自整定的相關(guān)研究。其次，分析了機械諧振的成因。基于雙慣量系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)抽象化出數(shù)學(xué)模型，并在時域范圍內(nèi)對給定輸入下的輸出進行
5、了分析，確定了機械諧振振幅以及頻率，進一步借助伯德圖等數(shù)學(xué)工具在頻域?qū)﹄p慣量系統(tǒng)及整個交流伺服系統(tǒng)的頻譜進行分析，確定了機械諧振頻率與相關(guān)參數(shù)的具體關(guān)系，為機械諧振抑制的相關(guān)研究打下理論基礎(chǔ)。再次，在上一部分基礎(chǔ)上研究基于白噪聲的機械諧振抑制方法。以白噪聲為給定輸入信號，同時讀取輸出信號并對其進行快速傅里葉分析，根據(jù)分析結(jié)果設(shè)計陷波濾波器，對濾波器參數(shù)進行自適應(yīng)調(diào)整，從而實現(xiàn)機械諧振抑制。最后，在理論分析的基礎(chǔ)上搭建雙慣量系統(tǒng)驅(qū)動控制實驗平臺，設(shè)計驅(qū)動控制器硬件及軟件算法，通過實驗驗證速度環(huán)自整定方法的可行性和有效性。關(guān)鍵詞：永磁同步電
6、機；交流伺服系統(tǒng)；自整定；轉(zhuǎn)動慣量辨識；機械諧振抑制-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractPermanentmagnetsynchronousmotorshavetheadvantagesofsmallsize,lightweight,highpowerdensity,highefficiency,smalltorqueripple,thusarewidelyusedinACservosystems.However,duetothelimitationofthetechnology,therearestilldeficie
7、nciesintheresearchofhighperformanceACservosystemsinChinacomparedwiththeresearchresultsabroad,whichismainlyreflectedinthefactthatthedomesticproductsgenerallydonothavetheparametersself-tuningfunctionandthemechanicalresonancesuppressionfunction.Therefore,inthispaper,thespee
8、dloopofACservosystemistakenastheresearchobject.ForthepermanentmagnetsynchronousmotorandACservosystem,th
