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编码器细分技术及其控制系统仿真研究

【摘要】:近年来随着电子电力技术、计算机技术、光通信的蓬勃快速发展,伺服控制系统的技术应用也屡见不鲜,针对伺服系统的电机控制策略也层出不穷,但对高精密伺服控制系统的精度研究仍然处于“筚路蓝缕”阶段。国内外市场对高精密伺服控制系统的需求仍迫在眉睫。有鉴于此,本文通过研究编码器的反正切细分算法并将此算法加入到伺服系统控制策略中,从而在一定程度上对伺服系的控制精度大大提高了。文章先阐述了在Matlab软件下建立编码器细分技术控制策略仿真总体架构,在此基础上分析编码器结构并根据其原理建立数学模型。在编码器的数学模型基础上,通过Matlab软件对其模型进行m文件编程仿真,从而创造性的在Matlab软件中实现了编码器的初始模型。其次,在Matlab软件的永磁同步电机的模型中加入编码器模型,对比加入编码器模型前后对电机模型在高速、中速、低速不同环境下伺服精度的影响。然后,建立编码器细分算法的数学模型,在永磁同步电机的Matlab模型中对此编码器细分算法数学模型进行编程仿真,对比加入细分算法前后电机模型在高速、中速和低速环境下的伺服精度不同的影响;再对比不同线数的编码器模型对永磁同步电机的精度影响。最后,在永磁同步电机的编码器细分模型中加入FOC、DTC控制策略,并在这两种控制策略中分别对比加入编码器细分前后对伺服电机的精度影响。经过上述一系列的仿真对比研究,结果均验证了,在低速环境下编码器细分技术对伺服电机的精度有很大的提高,从而证明了建立编码器细分算法模型的正确性。本文的研究为高精密伺服系统控制研究提供了一种新颖的方式和平台,即用纯软件Matlab仿真出一套电机伺服控制模型,并创造性的加入了编码器细分模型,经过一系列仿真实验,充分证明了编码器细分技术对伺服控制系统的精度有很大提高,这种方式和平台为后续研究高精密伺服系统提供了一个良好的环境。

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