基于雙定子電機的機械慣量模擬技術(shù)的研究.pdf

1、日常生活中,如調(diào)速系統(tǒng)、位置伺服系統(tǒng)等旋轉(zhuǎn)類機械設(shè)備在研發(fā)制造時都需要對其進行傳動性能測試,測試內(nèi)容一般分為兩個主要的方面,即加載試驗和機械慣量模擬試驗。負載模擬器通常被用來作為測試模擬設(shè)備,為被測系統(tǒng)模擬實際工作過程中受到的負載力矩和所帶動的相應(yīng)大小的轉(zhuǎn)動慣量。通過測試可以優(yōu)化被測系統(tǒng),以實現(xiàn)提高可靠性的成功率、減少研發(fā)周期、節(jié)約研究成本等目的。本文針對應(yīng)用于負載模擬器的機械慣量模擬技術(shù)展開研究,主要研究如何將機械慣量電模擬技術(shù)應(yīng)用于

2、電動負載模擬器。
　　在機械慣量模擬方面,一般采用機械式模擬方法,即使用同等慣量大小的慣性飛輪來進行模擬,然而這種方式存在著如慣量調(diào)整不便、模擬的慣量必然存在級差、可能導致設(shè)備的體積巨大、無法消除慣量誤差等固有缺點。鑒于電動機作為機械能和電能之間的轉(zhuǎn)換元件,其輸出的電磁力矩和運動狀態(tài)便于控制,因此考慮用電動機代替慣性飛輪,模擬相應(yīng)大小的轉(zhuǎn)動慣量,即機械慣量電模擬方式。
　　首先研究分析了機械慣量電模擬的工作原理,從不同角度分

3、析慣量對被測系統(tǒng)造成的影響,總結(jié)并建立不同的慣量模擬評價體系,并利用仿真驗證機械慣量電模擬理論的正確性,為進一步研究如何實現(xiàn)機械慣量電模擬技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。
　　其次,對以往的單定子結(jié)構(gòu)負載模擬器進行機械慣量電模擬技術(shù)的可行性進行分析,得出單定子結(jié)構(gòu)負載模擬器進行機械慣量電模擬的不足。提出采用雙電機結(jié)構(gòu)和雙定子電機結(jié)構(gòu)的電動負載模擬器來完成機械慣量電模擬,分別分析二者的工作原理和可行性,針對不同結(jié)構(gòu)的系統(tǒng),提出電動負載模擬器進行機

4、械慣量電模擬技術(shù)的關(guān)鍵問題。
　　然后,設(shè)計雙定子電動負載模擬器的控制方法,利用實時推算定子軸系轉(zhuǎn)矩模型的方法實現(xiàn)兩個定子之間的解耦控制。并且對如何有效獲取機械慣量補償力矩信號(角加速度信號)展開研究,對如何減少傳統(tǒng)微分方法的延遲效應(yīng)和噪聲放大效應(yīng)進行探索,對比低通濾波器、非線性跟蹤微分器以及結(jié)合牛頓預測法的微分效果。
　　最后,在MATLAB/Simulink仿真軟件中構(gòu)造系統(tǒng)模型,對雙定子負載模擬器應(yīng)用機械慣量電模擬技術(shù)