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AGV专用永磁同步电机伺服控制器设计

作　者: 沈高锋
导　师: 颜文俊
学　校: 浙江大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: AGV 永磁同步电机矢量控制自适应控制
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

AGV (Automated Guided Vehicle自动引导车)是现代制造企业物流系统的重要组成部分,它能够实现物料的自动储运,为现代制造的柔性化、集成化和高效运行提供了重要保证,因而被广泛地研究。目前绝大部分研究都是关于AGV路径规划、新型传感器在AGV上的应用、多AGV协作等方向,对于AGV驱动系统研究甚少。本论文的设计中将高效节能、高精度永磁同步电机应用于AGV,并在软硬件上面针对AGV系统进行了专门的设计。在硬件上根据AGV实际工作状况进行电机型号的选择,又针对AGV采用蓄电池供电的特点,采用DC/DC升压电路对电池电压进行升压,升压之后再通过逆变电路用于永磁同步电机的控制。软件上使用高效的SVPWM (Space vector Pulse Width Modulation,空间矢量)算法对永磁同步电机进行控制。本论文还针对现有永磁同步电机控制系统需要事先知道永磁同步电机参数再进行调解的特点,采用系统辨识的方法对永磁同步电机的自适应控制进行了探讨,并采用仿真实验验证其可行性。本论文中使用了永磁同步电机,使原有的使用直流电机AGV驱动系统在不影响速度的前提下,效率和精度都有提高。对永磁同步电机自适应控制的仿真验证,为在实际硬件系统上使用该算法具有指导意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-16
  1.1 引言  9
  1.2 AGV系统的构成  9-10
  1.3 永磁同步电机伺服系统  10-13
    1.3.1 永磁同步电机伺服系统的构成  10
    1.3.2 永磁同步电机伺服系统的特点和优势  10-12
    1.3.3 永磁同步电机的控制算法  12-13
  1.4 AGV专用永磁同步电机伺服系统  13-15
    1.4.1 AGV专用永磁同步电机伺服系统的构成  13-14
    1.4.2 AGV专用永磁同步电机伺服系统关键技术研究  14-15
  1.5 论文章节安排  15-16
第2章永磁同步电机控制系统模型  16-25
  2.1 结构及种类  16
  2.2 数学模型  16-21
  2.3 矢量控制方式下的永磁同步电机控制系统模型  21-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章永磁同步电机的自适应控制算法研究  25-34
  3.1 参数辨识的基本思想和一般方法  25-26
  3.2 最小二乘法的应用  26-29
  3.3 模型参考自适应参数辨识方法  29-32
  3.4 仿真实验和结果  32-33
  3.5 本章小结  33-34
第4章 AGV专用同步电机交流伺服系统的硬件设计  34-43
  4.1 硬件系统总体设计  34
  4.2 永磁同步电机选择  34-35
  4.3 DC/DC变换电路  35-38
  4.4 逆变驱动电路  38-39
  4.5 检测电路  39-41
    4.5.1 速度和位置检测  39-40
    4.5.2 电流检测  40
    4.5.3 直流母线电压检测  40-41
  4.6 中央控制电路  41
  4.7 本章小结  41-43
第5章 AGV专用永磁同步电机伺服系统的软件设计  43-58
  5.1 模块化的程序设计  43-44
  5.2 变量表示  44-45
  5.3 各模块功能实现  45-56
    5.3.1 PI调节器  45-46
    5.3.2 SVPWM控制调制模块  46-53
    5.3.3 转子初始位置的确定  53-54
    5.3.4 转速测量  54-56
  5.4 主程序和主中断服务流程  56-58
第6章总结与展望  58-59
参考文献  59-62
作者简历  62-63
致谢  63

AGV专用永磁同步电机伺服控制器设计

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