ema伺服驱动系统控制技术研究

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1、中图分类号：TP273论文编号：102870515-S068学科分类号：080202硕士学位论文EMA伺服驱动系统控制技术研究研究生姓名龙国浩学科、专业机械电子工程研究方向机电控制及自动化指导教师赵东标教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonControlTechnologyforEMAServoDriveSystemAThesisinMechanic

2、alandElectricalEngineeringbyLongGuohaoAdvisedbyProf.ZhaoDongbiaoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分

3、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、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要机电作动器（Electro-MechanicalActuator，EMA）是应用于航空领域的一种新型伺服作动器，相比传统液压作动器具有更好的伺服性能和可靠性，是未来飞机作动器的一个发展趋势。本文设计了一套EMA伺服驱动系统，选取永磁同步电机直接驱动滚柱丝杠的作动方案，设计基于DSP的全数字化软硬件平台，并重点对系统控制技术进行了研究。本文首先介绍了EMA伺服驱动系统的研究现状及其关键技术，建立永磁同步电机的数学模型，详细介

4、绍了SVPWM技术的原理和实现，在电机矢量控制基础上建立系统控制模型，运用传统PID控制进行电流环、速度环和位置环的工程设计。以DSPF28335为控制核心，以IPM为功率电路设计系统全数字化硬件电路平台；介绍了系统软件设计，分析了系统软件结构及重要子程序的功能等。针对系统参数变化时伺服性能降低的情况，提出了更复杂的控制策略，通过辨识系统参数进行自校正控制。研究了系统电气参数和机械参数的辨识，利用辨识的转动惯量值在线对速度控制器进行调整，实现系统速度环的自校正控制。这种方法根据机械参数的变化校正控制器，提高了系统伺服性能。通过Matlab中的电气系统工具箱建立系统物理模型，仿真实现EMA

5、系统基本功能，研究了系统不同伺服指令下的动静态特性，在此基础上验证了参数辨识方法和自校正控制的可行性和有效性。关键词：EMA，永磁同步电机，DSP，参数辨识，自校正控制iEMA伺服驱动系统控制技术研究ABSTRACTEMA(Electro-MechanicalActuator)isanewtypeofservoactuatorappliedintheaviationfield,itsbetterservoperformanceandhigherreliabilitycomparedwiththetraditionalhydraulicactuatormakeittobeadevelopm

6、enttrendoffutureaircraftactuators.AsetofEMAservodrivesystemchoosingpermanentmagnetsynchronousmotortodrivetherollerscrewisdesignedinthisthesis,thedigitalhardwareandsoftwareplatformbasedonDSParedesignedandimplemented,thecontroltechnologyofthesystemisanalyzed.Firstofall,theresearchstatusandsomekeyte

7、chnologyofEMAservosystemareintroduced.ThePMSMmathematicalmodelispresentedandtheprincipleandimplementationofSVPWMtechnologyisintroduced.Thenthecurrentloop,speedloopandpositionloopcontrolusingthetraditionalPIDcontrolbase