基于绝对值编码器与交流伺服控制的直进式拉丝机系统研制

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1、分类号TP352学校代码10590UDC621.3密级公开深圳大学硕士学位论文基于绝对值编码器与交流伺服控制的直进式拉丝机系统研制学位申请人姓名许芬专业名称控制科学与工程学院（系、所)机电与控制工程学院指导教师姓名曹广忠教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文基于绝对值编码器与交流伺服控制的直进式拉丝机系统研制是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究

2、做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日基于绝对值编码器与交流伺服控制的直进式拉丝机系统研制摘要我国金属线材市场需求巨大，拉丝机作为在钢铁线材、电线电缆和金属建筑线材等行业普遍应用的一种线材加工设备，在金属线材加工领域具有不可动摇的地位。随着拉丝机发展，直进式拉丝机在运行速度、产品质量及操作方式上显露出的强劲优势使其迅速发展为多道次拉丝设备的主流设备，然而直进式拉丝机的多电机联动控制和主传动的交流化，仍然是亟待解决的关键问题，实现高速度

3、、高精度和高稳定性的直进式拉丝机主传动控制具有重要的理论和应用意义。为了实现高速度、高精度和高稳定性的直进式拉丝机主传动控制，本文从理论上对直进式拉丝机的工作原理和交流伺服矢量控制方法进行研究，探讨绝对值编码器的工作原理，提出基于绝对值编码器的交流伺服控制方法，研制基于绝对值编码器与交流伺服控制的直进式拉丝机系统，并进行实验。针对上述存在的问题，本文所做的具体工作如下：首先总结直进式拉丝机主传动控制和用于直进式拉丝机交流伺服控制的绝对值编码器的国内外研究现状。其次在研究拉丝机工作原理的基础上，提出基于

4、绝对值编码器与交流伺服控制的直进式拉丝机系统控制方案，构建直进式拉丝机系统结构。再次在研究并分析绝对值编码器的工作原理及其通讯协议基础上，针对构建的交流伺服矢量控制方案，设计基于绝对值编码器接口的编码器转接板，探讨绝对值编码器在主传动交流伺服控制上的应用。最后，讨论并阐述基于绝对值编码器与交流伺服控制的直进式拉丝机系统的系统构成，给出了核心硬件模块的型号，规范了驱动设备的安装原则，设计了PLC组件和交流伺服矢量控制软件，并对直进式拉丝机系统的交流伺服控制进行了实验研究。研究结果表明，所设计的基于绝对值

5、编码器与交流伺服控制的直进式拉丝机系统的控制稳定度高于98.20%，速度控制精度高达99.00%；当直进式拉丝机系统圆形普铝线进线直径在9.5mm~12mm范围时，设计的直进式拉丝机系统的出线直径在规定1.8mm~5mm范围内，达到合作企业的性能指标要求；研制的直进式拉丝机系统现已1投入到合作公司应用现场，系统运行具有高稳定性和高可靠性。本文受：深圳市技术创新计划技术开发项目（CXZZ20140829164307536）；深圳市科技计划项目（JSGG20141015153303491）；国家自

6、然科学基金项目（51275312）资助。I基于绝对值编码器与交流伺服控制的直进式拉丝机系统研制关键词：直进式拉丝机，绝对值编码器，矢量控制，PLCIIDevelopmentofStraightWire-drawingMachineSystemBasedonAbsoluteEncoderandACServoControllingAbstractAsmetalwireisingreatdemand,drawingmachineiswidelyusedinthesteelwire,cablesandcord

7、s,andmetalbuildingindustry,whichisunshakableinthemetalwiremanufacturingindustry.Withthedevelopmentofthedrawingmachine,straightwiredrawingmachineisbecomingmainstreamofmultichannelwire-drawingsbecauseoftheirstrengthinspeed,quality,andoperation,butthelinka

8、gecontrolofmulti-motorandACdrivingformaindriveristhecrucialproblemforthestraightwiredrawingmachinetobesolved.Soitisofgreatsignificancetorealizehighspeed,highprecisionandhighstabilityofstraightwiredrawingmachineinmaindrivercontrol