动态负载模拟系统的控制及试验研究

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1、学校代码：10289分类号：TP271密级：公开学号：122020043江苏科技大学硕士学位论文动态负载模拟系统的控制及试验研究研究生姓名刘燕导师姓名孟梅申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业机械设计及理论论文提交日期2015年04月28日研究方向机电系统控制及自动化论文答辩日期2015年06月07日答辩委员会主席王明强评阅人2015年06月07日分类号：TP271密级：公开学号：122020043江苏科技大学硕士学位论文动态负载模拟系统的控制及试验研究学生姓名刘燕指导教师孟梅江苏科技大学二〇一五

2、年六月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMaster（Doctor）ofEngineeringTheControlofDynamicalLoadSimulatesSystemandExperimentalResearchSubmittedbyLiuYanSupervisedbyMengMeiJiangsuUniversityofScienceandTechnologyJune,2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明

3、：所呈交的学位论文，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，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学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，同意学校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。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入

4、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。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要惯性负载在所有负载的模拟类型中占有主导地位，一般用飞轮进行模拟，但存在惯量调节不方便、不能无级调整、结构复杂，并且微小的滞后会给整个系统带来很大的影响，同时成本较高、安装、使用及维护也比较困难。由于使用机械飞轮模拟负载有以上不足，本文结合负载模拟系统的国内外研究现状，对动态负载模拟系统进行了设计和研究。本文采用永磁伺

5、服电机实现动态负载的模拟，即模拟负载转动惯量所带来的转矩变化，使其与机械惯量（飞轮）模拟系统的机械特性一致。提出在动态负载模拟系统中加入模糊控制器的控制策略，以准确实现负载转矩和惯量的调节，满足采用交流伺服电机并基于模糊控制的动态负载模拟系统有效取代机械飞轮的要求。论文的主要研究内容如下：1）针对负载模拟试验台背景、发展和国内外研究现状，结合负载试验台的特性，对目前负载试验台的主要使用的测控系统进行相关学习与了解，明确本文的主要研究内容。2）分别建立机械惯量（飞轮）系统和动态负载模拟系统的动力学方程，并进行比较

6、，对电机类型及其控制策略进行综合对比选择，设计动态负载模拟系统的整体测控方案。3）建立永磁伺服电机数学模型及坐标变换，结合直接转矩控制的工作原理及特点，在MATLAB/SIMULINK环境下建立采用直接转矩控制的动态负载模拟系统的仿真模型，对结果进行分析。4）基于直接转矩控制的动态负载模拟系统的模型和仿真结果，结合模糊控制理论的特点，在MATLAB/SIMULINK环境下建立基于模糊控制的动态负载模拟系统的仿真模型，进行仿真结果分析及对比。5）设计动态负载模拟试验台的结构和测控系统，与机械惯量（飞轮）模拟试验台

7、在相同条件和参数下进行试验及结果比较，并对动态负载模拟试验台进行变惯量负载的模拟试验，分析其机械特性。关键词：动态负载模拟；永磁伺服电机；机械特性；模糊控制I江苏科技大学工学硕士学位论文AbstractThemechanicalinertialloadholdsthedominantpositioninallloadsimulationtype,usuallysimulateswiththemechanicalflywheel,butthepresenceofinertiaadjustmentinconveni

8、ent,can’tsteplessadjustment,complexstructureandasmalllagwillbringgreatimpacttheentiresystem,whilethehighcost,installation,useandmaintenanceismoredifficult.Accordingtoinsufficientofmechanicalflyw