感应电机高速主轴驱动控制技术研究

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1、分类号学号M201272234学校代码10487密级硕士学位论文感应电机高速主轴驱动控制技术研究学位申请人：彭仁勇学科专业：控制理论与控制工程指导教师：沈安文教授答辩日期：2015年5月26日ThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheResearchonHighSpeedSpindleDriveControlTechnologyforInductionMotorsCandidate:Reny

2、ongPengMajor:ControlTheoryandControlEngineeringSupervisor:Prof.AnwenShenHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全

3、意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论

4、文摘要传统装备制造行业在我国经济与国防建设中占有举足轻重的地位，数控机床作为制造行业的工作母台，其重要性不言而喻。国家曾将“研究2-3种大型、高精度数控母机”作为“十一五”期间的重大专项之一，足见国家对数控机床技术发展的重视。感应电机主轴驱动系统带动刀具完成数控机床的切削任务，其控制性能的好坏直接影响到数控机床的加工性能。因此，研究高性能的主轴驱动控制技术具有十分重要的意义。本文围绕感应电机高速主轴驱动控制技术中弱磁电流分配与磁场定向在线校正的两个问题展开研究。采用间接磁场定向控制(IFOC)方法，通过坐标变换与转子磁场定

5、向，实现力矩与磁链的独立控制。以电机运行时所受约束条件为前提，推导了电机运行过程中的理想电压电流矢量轨迹，并以此为指导，得到一种基于重构电压闭环的弱磁电流分配策略。针对电机运行中转子时间常数会发生变化这一问题，分析了转子时间常数偏差对电机控制的影响，接着构造了一种不含积分环节的稳态转子磁链观测模型，并以磁场定向准确时转子磁链t轴分量应为0作参考，提出了一种基于转子磁链t轴分量的转子时间常数在线校正方法，可在电机稳定运行过程中，对电机转子时间常数进行实时在线校正。最后，在实验或仿真平台对上述控制策略进行验证，结果显示：电压闭

6、环的弱磁电流分配策略较传统电流分配策略具有更快的响应速度；转子时间常数在线校正方法能够有效地将出现偏差的转子时间常数校正到准确值，且校正误差小，具有较高的可行性。关键词：感应电机间接磁场定向控制电压闭环弱磁转子时间常数在线校正I华中科技大学硕士学位论文AbstractTraditionalequipmentmanufacturingindustryoccupiesapivotalpositioninChinesedevelopmentofeconomyandnationaldefenseconstruction.CNCma

7、chinetoolistheworkplatformofmanufacturingindustryandisalsoimportant.What’smore,studyingtwotothreekindsoflargeandhigh-precisionCNCmachinetoolsisoneofthemajorprojectsduringthe"EleventhFive-Year",andthecountryattachesgreatimportancetothedevelopmentofCNCmachinetooltec

8、hnology.SpindledrivecontroltechnologyforinductionmotorscompletesCNCcuttingtasksthroughdrivingcuttingtools,andthecontrolperformancehasadirectinfluenceont