基于无刷电机的工业缝纫机伺服系统研制

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1、摘要捅安随着缝制业的不断发展，目前缝制机械技术已经全面进入机电一体化阶段。在不断追求缝制速度和缝制质量的

2、j{『提下，结合实际情况研制了高速Yi,lk平缝机伺服控制系统。本论文研究了高速工业缝纫机伺服控制系统的组成结构、控$lJTJ。案和系统的硬软件设计等问题。在详细分析工业缝纫机的工作原理和伺服技术的基础上，提出了速度、电流和位置三闭环控制的方案。采用无刷直流电机作为系统的驱动部件，并详细介绍了无刷电机的组成原理和控制方法，利用MATLAB对无刷电机的控制系统进行了详细的仿真分析。论文还对控制律进行了讨论、分析、并接合实际情况，选用了分段双环的PI算法和

3、迭代学习控制技术。对系统制动问题进行了重点讨论，提出能耗制动和反接制动相结合的方法。硬件部分选用80C196MC单片机为核心控制器，利用单片机内部的波形发生器产生一路占空比可调的PwM波来控制电机的电压，采用硬件电路对无刷电机的换相进行控制，再加上由栅极驱动芯片IR21365为核心的功率驱动部分，以及实用的隔离抗干扰技术，从而实现了一套简单、可靠、商效的伺服系统硬件电路设计。软件部分的设计主要采用C语言和汇编语言，利用模块化设计方法，设计了系统主程序、调速和电流控制、键盘和显示、制动以及各缝纫模式等程序模块。论文最后对系统的运行情况进行了测试。关键词：工业

4、缝纫机，无刷直流电动机，制动，功率驱动西北工业大学硕士论文ABSTRACTAbstractWiththedevelopmentofneedletradecontinuously,thetechnologyofindustrysartoriushasenteredthemachineunitedelectricitystageatpresent．UnderthesituationofpursuingsewspeedandquaIity；havedevelopedthehigh—speedindustrysartoriusscrvocontrolsystem，

5、withaviewofreality．Thedissertationhasstudiedtheproblemsofstructure，controlstrategy,hardwareandsoftwaredesign,aboutthehigh—speedindustrysartoriussewocontrolsystem．OnthebasisofdetailedanalyzingtheprincipleofindustrysartoriusandSeTVOcontroltechnology,controlprojectofthreeclosedloopwh

6、ichincludevelocity,currentandpositionclosedloopisdesigned．Brushlessdirectcurrentmomrisusedfortheservomowr，andparticularintroduceditsstructureprincipleandcontrolmethod，detailedmodelingismadebyMATLAB．ThesubsectionreformativePIcontrolarithmeticandinteractivelearningcontrolaremostappl

7、icableofmanypossiblechoicesafterexhaustivediscussion，investigation，simulationandcomparison．Thetheoryofsystembrakingismainlyanalyzed，brakingandorientationproblemissolvedbythecombinedenergyconsumptionbreakingandplugbraking．ThehardwarehasMCU80C196MCasthenucleuscontrollerofsystem．Thew

8、aveformgeneratorinMCUgeneratesaPWMwavewhosepulsedutyfactorisadjustable，，thevoltageofthemotoriscontrolbyPWMwave．ThephasecommutationofBrushlessDCmotoriscontrolledbyhardware．PowerMOSFETandgatedriverICIR21365composesthepowerdriveckcuit．Inadditiontosomeanti—interferencetechniqueisappli

9、ed；asuitofsingle，trustworthyandhi