全电动注塑机射胶伺服驱动控制方法研究

摘要

随着电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术的飞速进步，各种电机调速与伺服控制技术获得了突飞猛进的发展。注塑成型新技术的发展以及绿色环保意识的增强，全电动注塑机在节能、高效、高精度、环保等方面发挥越来越显著的作用。以浮点运算DSP为核心的新一代全电伺服驱动控制系统具有驱动系统响应快，智能控制功能丰富，人机操作方便，系统稳定性好等众多优势，不仅大幅提高了注塑行业的生产效率，而且有利于环保节能。
　　 全电动注塑机射胶系统的伺服控制是建立在其运动规律和工艺特性的基础之上，伺服控制系统则完成伺服电机的控制和驱动，对位置、速度和电流环进行闭环控制。在永磁电动机的控制策略上采用磁场定向的矢量控制和电压空间矢量的波形生成相结合方案。
　　 本文以全电动注塑机射胶部分的伺服控制系统为目标，在分析全电动注塑机注射过程及永磁同步电机控制特性之后，说明了系统的软硬件详细设计。系统在硬件结构上采用TMS320F28335作为主控制器，并以交-直-交电压型电路为主控制回路；软件设计上采用了CCS集成开发环境；最后结合Simulink仿真分析了伺服系统性能测试，采用了基于预测PI调节器的三环控制。本论文研究过程中，在硬件和软件两个方面给出了大量实验过程，对伺服控制系统的各个环节进行调整和优化，使系统具有较好的性能。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

声明

第一章 绪论

1.1. 研究背景

1.2. 全电动注塑机的发展概况及发展趋势

1.2.1. 全电动注塑机发展现状

1.2.2. 全电动注塑机发展趋势

1.2.3. 注塑机驱动方案

1.3. 课题来源和本文所做工作

1.3.1. 课题来源和研究意义

1.3.2. 实验室研究成果

1.3.3. 本论文所做的工作

1.3.4. 研究方法和技术路线

1.4. 小结

第二章 永磁同步电机伺服控制和注射非线性控制

2.1. 伺服电机选型分析

2.2. 永磁同步电机数学模型

2.2.1. 三相永磁同步电机结构和工作原理

2.2.2. 永磁同步电机基本方程

2.2.3. 永磁同步电机在d-q坐标系中的基本方程

2.3. 永磁同步电机控制策略

2.3.1. id=0控制

2.3.2. 电压空间矢量SVPWM技术

2.4. 全电动注塑机射胶过程非线性分析

2.4.1. 注射过程工艺分析

2.4.2. 注射过程非线性分析

2.5. 本章小结

第三章 伺服控制系统的硬件设计

3.1. 系统硬件总体介绍

3.2. TMS320F28335芯片

3.3. 系统主回路

3.3.1. 整流滤波

3.3.2. 功率驱动模块

3.4. 系统控制

3.4.1. 模拟量输入检测

3.4.2. 转子位置及速度检测

3.4.3. 通讯接口电路

3.4.4. 其他功能介绍

3.5. 本章小结

第四章 伺服控制系统软件设计

4.1. 软件丌发环境

4.2. 中断服务程序

4.2.1. 电流采样

4.2.2. 位置、速度的计算

4.2.3. 数字PI算法

4.2.4. SVPWM波生成

4.3. 本章小结

第五章 仿真与实验结论

5.1. 系统仿真环境

5.2. 实验结果分析

5.3. 本章小结

结论与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢