電動造波機交流伺服控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、造波機是一種與海工建筑試驗水槽配套的基礎(chǔ)設(shè)施，它在水槽或水池中激起不同波長和波高的波浪，模擬實際波浪對建筑物或設(shè)備的影響，通過測定各種技術(shù)數(shù)據(jù)，為海工建筑或船舶的設(shè)計提供依據(jù)。本課題即以天津大學港口與海洋工程實驗室水槽造波機的建設(shè)為背景。造波系統(tǒng)在硬件上主要由PC、運動控制器、伺服電動機及其驅(qū)動器、波高儀、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及一些機械部件構(gòu)成。在完成了造波系統(tǒng)中運動控制器的選型和系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計后，主要完成了系統(tǒng)控制程序的編寫和上位機人機

2、界面的設(shè)計。波高儀是測量水位變化的儀器，為數(shù)據(jù)采集提供信號源，本文首先分析了波高儀電路原理，并根據(jù)實際電路進行了電路改進，將水位變化的物理信號轉(zhuǎn)化為工業(yè)標準的電壓信號。 造波機控制系統(tǒng)是一個典型交流伺服運動控制系統(tǒng)，伺服電機作為系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其控制效果是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。因此本文除了上述工作外，針對永磁同步伺服電動機(PMSM)，首先討論了其結(jié)構(gòu)原理和數(shù)學模型，然后重點闡述了空間電壓矢量(SVPWM)原理和PMSM的矢量控制方法

3、，并詳細講解了SVPWM方法的Matlab/Simulink實現(xiàn)的過程和Matlab子模塊，最后根據(jù)id=0的控制策略實現(xiàn)了整個PMSM控制系統(tǒng)的仿真。通過對仿真結(jié)果的分析，表明所建系統(tǒng)的模型具有可行性。 另一方面，由于造波系統(tǒng)中采用的是雙伺服電機，雙電機的位置同步性能是影響造波效果的一個重要方面。因此從這一角度出發(fā)，著重討論了多電機位置同步控制的策略，對經(jīng)典的同步控制策略與基于模糊控制補償器的控制方法進行了分析，在此基礎(chǔ)之上引