電液比例控制圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)MATLAB仿真軟件設(shè)計(jì)碩士論文

1、圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)控制系統(tǒng)仿真及軟件設(shè)計(jì)電機(jī)與電器， 2011， 碩士【摘要】 電液比例伺服系統(tǒng)作為控制領(lǐng)域中的一個重要組成部分,具有功率大、響應(yīng)快、精度高的特點(diǎn),在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)驅(qū)動電液比例控制系統(tǒng)是近年來隨著永磁材料、微電子技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展起來的一種新型液壓伺服控制系統(tǒng)。由于圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)能夠直接驅(qū)動機(jī)械負(fù)載作直線運(yùn)動,并且具有快速反應(yīng)能力、控制精度高、線性好等優(yōu)點(diǎn),在各類高速精密加工、液壓驅(qū)動等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文對圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)工作原理、數(shù)學(xué)模型以及動態(tài)特性進(jìn)行了深入研究,并對電液比例控制系統(tǒng)PID

2、算法、電液比例伺服控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究與分析。論文將主要從以下幾個方面對電液比例閥用圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究：(1)對電液比例閥用圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)位置伺服控制系統(tǒng)算法進(jìn)行了研究,研究了適合電液位置伺服控制系統(tǒng)所采用的PID控制算法。(2)研究圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)的工作原理,建立電機(jī)數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB/Simulink軟件,搭建圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)仿真模型,并進(jìn)行了開環(huán)、閉環(huán)仿真,通過仿真波形驗(yàn)證閉環(huán)控制能夠減小位移跟蹤偏差。(3).更多還原【Abstract】 As one of the important components in the

3、 control field, electro-hydraulic proportional servo system possess some important specialties, such as great power, quick response, high precision and so on. The control system is widely used in various industrial areas. The control system of using permanent magnet linear motor with moving coil whi

4、ch directly drives electro-hydraulic proportional valve is a new hydraulic servo control system developed rapidly in recent decades with the expand of the perm.更多還原 【關(guān)鍵詞】 電液比例控制； 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)； MATLAB仿真； 軟件設(shè)計(jì)； 【Key words】 Electro-hydraulic proportional control； tubular permanent magnet linear motor w

5、ith moving coil； MATLAB simulation； software design； 摘要 3-5 ABSTRACT 5-7 第一章 緒論 11-19 1.1 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)的概述 11-12 1.2 電液比例控制系統(tǒng) 12-14 1.2.1 電液比例控制系統(tǒng) 12-14 1.2.2 電液比例控制技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概況及趨勢 14 1.3 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)的控制策略 14-16 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及意義 16 1.5 本章小結(jié) 16-19 第二章 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)控制算法研究 19-33 2.1 PID控制算法的特點(diǎn) 19 2.2 數(shù)字PID控

6、制原理 19-23 2.2.1 模擬PID控制原理 19-21 2.2.2 位置式PID控制算法 21-22 2.2.3 增量式PID控制算法 22-23 2.3 數(shù)字PID的改進(jìn)算法 23-27 2.3.1 對積分作用的改進(jìn) 23-25 2.3.2 對微分作用的改進(jìn) 25-27 2.4 數(shù)字PID控制器參數(shù)整定 27-30 2.4.1 參數(shù)的選擇方法 27-29 2.4.2 采樣周期的選擇 29-30 2.5 PID算法在直線電機(jī)控制算法中的應(yīng)用 30-31 2.6 本章小結(jié) 31-33 第三章 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)工作原理及數(shù)學(xué)模型 33-43 3.1 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)的系統(tǒng)組

7、成 33-34 3.2 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)工作原理 34-36 3.2.1 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)的基本工作原理 34-35 3.2.2 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)永磁材料 35-36 3.3 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 36-41 3.3.1 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)電壓平衡方程 36-37 3.3.2 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)電磁力方程 37-38 3.3.3 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)力平衡方程 38 3.3.4 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)運(yùn)行方程組 38-39 3.3.5 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 39 3.3.6 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)的動態(tài)時間常數(shù) 39-41

8、 3.4 本章小節(jié) 41-43 第四章 基于MATLAB的圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)的仿真 43-73 4.1 MATLAB軟件簡介 43-44 4.2 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)仿真模型的建立 44-52 4.3 電液比例閥控缸系統(tǒng) 52-61 4.3.1 電液比例方向閥環(huán)節(jié) 52-54 4.3.2 電液比例閥閥控液壓缸系統(tǒng) 54-61 4.4 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)伺服系統(tǒng)控制策略仿真分析 61-71 4.4.1 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)位置伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 61-62 4.4.2 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)位置伺服系統(tǒng)的控制策略 62-64 4.4.3 圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)伺服系統(tǒng)開、閉環(huán)仿真 64-68 4.4.4 不同控制策略下圓筒型永磁動圈式直線電機(jī)伺服系統(tǒng)仿真 68-71 4.5 本章小節(jié) 71-73 第五章 電液比例伺服控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 73-83 5.1 DSP數(shù)字伺服控制器概述 73-74 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 74-81 5.2.1 初始化子程序 75 5.2.2 主程序 75-76 5.2.3 找零點(diǎn)子程序 76-77 5.2.4 定時器T1中斷服務(wù)子程序 77-78 5.2.5 控制算法