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《基于fpga的高精度交流伺服系統(tǒng)研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號學(xué)號2004641310193學(xué)校代碼10487密級碩士學(xué)位論文基于FPGA的高精度交流伺服系統(tǒng)研究學(xué)位申請人:鄭璐學(xué)科專業(yè):電機(jī)與電器指導(dǎo)教師:黃聲華教授答辯日期:2007年2月6日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonHighPrecisionACServoSystemBasedonFPGACandidate:ZhengLuMajor
2、:ElectricMachineandApparatusSupervisor:Prof.HuangShenghuaHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaFeb.,2007獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除文中已標(biāo)明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到
3、本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,即:學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□,在______年解密后適用本授權(quán)書。√本論文屬于不保密□。(請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”)學(xué)位論文作者簽名:指導(dǎo)教師簽名:年月日年月日摘要隨著電機(jī)技術(shù)、現(xiàn)
4、代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,交流伺服驅(qū)動技術(shù)取得了很大的進(jìn)步。由于永磁同步電機(jī)有著電磁轉(zhuǎn)矩紋波系數(shù)小、運(yùn)行平穩(wěn)、動態(tài)響應(yīng)快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),在高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動領(lǐng)域,永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)已逐漸成為交流伺服的主流。本文首先介紹了伺服系統(tǒng)的概念和組成、發(fā)展和應(yīng)用及基本要求,然后推導(dǎo)出永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,分析其空間矢量圖及時(shí)間向量圖,并根據(jù)實(shí)際情況提出了按勵(lì)磁磁場定向的矢量控制方法。接著本文對單電源供電的線性放大電路進(jìn)行了詳細(xì)分析,給出了線性放大電路的接線方法
5、和電路設(shè)計(jì)方法,和雙電源供電放大電路作了比較,并給出了仿真波形和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在第四章,介紹了一種速度曲線生成的方法,并給出由matlab7.0生成的曲線波形。然后結(jié)合實(shí)際使用的混合式光電編碼器,介紹了位置檢測的方法,并描述了三種基本的速度檢測算法,指出了各方法適用的場合及優(yōu)缺點(diǎn)。第五章介紹了Cyclone系列EP1C12Q240C8FPGA芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)對系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的闡述。第六章介紹了FPGA的開發(fā)流程,詳細(xì)描述了各模塊的設(shè)計(jì)方法及思路,提出了一種基于FPGA的四倍頻電路的實(shí)
6、現(xiàn)方法,并用QuartusⅡ?qū)Ω髂K做了時(shí)序仿真,并給出仿真波形。最后用永磁同步電機(jī)對該系統(tǒng)做了實(shí)驗(yàn),記錄并分析了電壓以及電流波形,且用用QuartusⅡ軟件中的SignalTapⅡ直接測出了速度波形。關(guān)鍵詞:伺服系統(tǒng),永磁同步電機(jī),矢量控制,線性放大,F(xiàn)PGAAbstractUnderthedevelopmentofmotortechnology,modernpowerelectronics,microelectronicstechnology,controltechnologyandcomput
7、ertechnology,ACservodrivetechnologyhaspromotedgreatprogress.Aspermanentmagnetsynchronousmotorhasthemeritsoflowelectromagnetictorqueripplecoefficient,stableoperation,rapidthedynamicresponse,highreliability,permanentmagnetsynchronousmotorservosystemhasgr
8、aduallybecomethemainstreamofACservosysteminthehigh-precision,high-performanceservodrivefield.Thispaperintroducedtheconception,composition,developmentandapplicationoftheservosystem,aswellasthebasicrequirementsofit.Thenitderivedamathemati