高速电主轴联合矢量直接转矩控制建模与仿真.pdf

《高速电主轴联合矢量直接转矩控制建模与仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·机械研究与应用·2012年第3期(总第119期)研究与分析高速电主轴联合矢量直接转矩控制建模与仿真周明红，单文桃(重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400030)摘要：矢量控制和直接转矩控制是高速电主轴的高性能驱动控制方法，由于其良好的动态控制性能，被广泛应用于高速机床的核心部件高速电主轴的驱动中。根据高速电主轴矢量控制和直接转矩控制的基本方程，对这两种控制方法的共性进行了深入探讨。在此基础上，建立了联合矢量直接转矩控制系统原理框图及其Simu／ink仿真模型，并对额定转速为15000转的170MD15Y

2、20型高速电主轴进行了联合矢量直接转矩控制仿真。仿真结果验证了所建模型的正确性，并具有优良的动态性能。关键词：高速电主轴；矢量控制；直接转矩控制；联合控制；仿真中图分类号：TH133文献标识码：A文章编号：1007—4414(2O12)o3—0o65一o4Modelingandsimulationofcombinedvectorcontrolanddirecttorquecontrolforhigh——speedmotorizedspindlesZhouMing—hong．ShanWen—tao(Statek

3、eylabofmechanicaltransmission，Chongqinguniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Vectorcontrol(vc)andDirecttorquecontrol(DTC)arebothhi曲-performancedirvecontrolmethodsforhish—speedmotorizedspindlesandbothhavebeenwidelyusedinthedriveofhigh-speedmotorizedspind

4、les，thecorepartofhigh—speedmachinetools，dti'etotheirfavorabledynamiccontrolperformance．AccordingtothefundamentalequmionsofVCandDTCofhigh—speedmotorizedspindles，thesimilaritybetweenthetwomethodsaredeeplyinvestigated．Andthen，onthebaseofthat．acombinedVCandDTCc

5、ontrolstrategyandasimu／ationmodelbasedonSireu／inkareestablishedandsimu／ationiscarriedoutforthedriveoftype170MD15Y20hish-speedmotorizedspindles．whoseratedspeedis15000r／min．esimula—tionresultsrevealsthattheproposedmodeliscorrectandhasexcellentdynamicperforman

6、ce．Keywords：high-speedmotorizedspindle；vectorcontrol；directtorquecontrol；combinedcontrol；simulation1引言良好的动态性能。高速电主轴作为高速机床的核心部件，其驱动控上述工作主要对交流异步电动机的矢量控制和制方法的静、动态性能对高速加工质量有重要的影直接转矩控制做了深入的研究，但对联合矢量直接转响。矢量控制和直接转矩控制作为高性能控制方法，矩控制的研究还不是很深人，其中Vaez—Zadeh发表是目前高速电主轴的两种

7、主要的控制方法。一方面了相关文章，但没给出该方法的细节和具体参数。同这两种控制方法在工业领域都得到了广泛应用，另一时，国内外都没有对联合矢量直接转矩控制在高速电方面它们被国内外学者进行了广泛、深人的研究。主轴上的应用进行研究。笔者从矢量控制和直接转2O世纪7O、8O年代，德国学者Blaschke和De。矩控的共性出发，推导了联合矢量直接转矩控制的理penbrock_2针对交流异步电动机动态性能较低的问论依据方程，然后在Matlab／Simulink中搭建了一个题，分别提出了矢量控制和直接转矩控制，实现了对联合

8、矢量直接转矩控制仿真系统，完成了控制参数整磁链和电磁转矩的瞬态控制。之后，DeDonckerJ、定，最后对额定转速为15000(r／min)的170MD15Y20Pandya【41等人在这两位学者的基础上，对矢量控制和型高速电主轴进行了额定转速下的空载启动和加载直接转矩控制进行了改进和深人研究，使它们在交流仿真，并对仿真结果进行了分析，以验证理论分析和异步电动机的驱动中得到广泛应用。为结合矢量控所建