基于EtherCAT总线的交流伺服控制系统的研究
| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第10页 |
| 1.2 交流伺服系统发展现状 | 第10-13页 |
| 1.2.1 伺服系统发展历史 | 第10-11页 |
| 1.2.2 交流伺服系统国内外现状 | 第11-12页 |
| 1.2.3 交流伺服系统发展趋势 | 第12-13页 |
| 1.3 交流伺服系统接口技术研究现状 | 第13-14页 |
| 1.4 本课题研究内容 | 第14-17页 |
| 第2章 永磁同步电机的数学模型及矢量控制 | 第17-25页 |
| 2.1 PMSM的数学模型 | 第17-21页 |
| 2.1.1 ABC坐标系下PMSM的数学模型 | 第18-19页 |
| 2.1.2 dq坐标系下PMSM的数学模型 | 第19-21页 |
| 2.2 永磁同步电机矢量控制 | 第21页 |
| 2.3 空间矢量脉宽调制(SVPWM) | 第21-25页 |
| 2.3.1 SVPWM的原理 | 第22-23页 |
| 2.3.2 SVPWM过调制 | 第23-25页 |
| 第3章 交流伺服系统设计及优化策略 | 第25-49页 |
| 3.1 交流伺服系统控制结构 | 第25-26页 |
| 3.2 交流伺服系统调节器设计方法 | 第26-34页 |
| 3.2.1 电流调节器设计 | 第26-30页 |
| 3.2.2 速度调节器设计 | 第30-33页 |
| 3.2.3 位置调节器设计 | 第33-34页 |
| 3.3 电流环优化策略 | 第34-39页 |
| 3.3.1 电流采样及PWM占空比更新时序 | 第34-35页 |
| 3.3.2 电流环延迟补偿 | 第35-37页 |
| 3.3.3 死区补偿 | 第37-39页 |
| 3.4 基于最小二乘法的电机转速测量 | 第39-45页 |
| 3.4.1 最小二乘法测速原理 | 第40-42页 |
| 3.4.2 最小二乘法测速性能 | 第42-43页 |
| 3.4.3 综合最小二乘法 | 第43页 |
| 3.4.4 仿真验证 | 第43-45页 |
| 3.5 编码器安装位置误差校正 | 第45-49页 |
| 3.5.1 复合式编码器工作原理及初定位方法 | 第46-47页 |
| 3.5.2 编码器安装位置误差校正 | 第47-49页 |
| 第4章 交流伺服系统软硬件设计 | 第49-71页 |
| 4.1 系统硬件设计 | 第49-66页 |
| 4.1.1 功率变换电路设计 | 第51-56页 |
| 4.1.2 检测电路设计 | 第56-59页 |
| 4.1.3 保护电路设计 | 第59-64页 |
| 4.1.4 控制系统供电电路设计 | 第64-66页 |
| 4.2 系统软件设计 | 第66-71页 |
| 4.2.1 总体结构 | 第66-67页 |
| 4.2.2 主程序 | 第67-68页 |
| 4.2.3 中断处理子程序 | 第68-69页 |
| 4.2.4 STM32与CPLD通讯程序设计 | 第69-70页 |
| 4.2.5 上位机设计 | 第70-71页 |
| 第5章 伺服系统的EtherCAT总线技术研究 | 第71-77页 |
| 5.1 EtherCAT基本原理 | 第71-74页 |
| 5.1.1 EtherCAT系统组成 | 第71-72页 |
| 5.1.2 EtherCAT分布时钟 | 第72页 |
| 5.1.3 EtherCAT通信模式 | 第72-73页 |
| 5.1.4 EtherCAT应用层协议 | 第73-74页 |
| 5.2 伺服驱动器EtherCAT接口的实现 | 第74-77页 |
| 5.2.1 EtherCAT接口硬件设计 | 第74-75页 |
| 5.2.2 EtherCAT系统软件设计 | 第75-77页 |
| 第6章 实验结果与分析 | 第77-89页 |
| 6.1 系统实验平台介绍 | 第77-78页 |
| 6.2 伺服控制实验 | 第78-84页 |
| 6.2.1 基本控制策略实验 | 第78-82页 |
| 6.2.2 伺服闭环实验 | 第82-84页 |
| 6.3 EtherCAT通讯功能实验 | 第84-88页 |
| 6.3.1 EtherCAT从站设备的扫描 | 第84-85页 |
| 6.3.2 EtherCAT通讯功能实验 | 第85-87页 |
| 6.3.3 EtherCAT同步信号测试 | 第87-88页 |
| 6.4 伺服系统的EtherCAT通讯实验 | 第88-89页 |
| 第7章 总结及展望 | 第89-92页 |
| 7.1 对本文工作的总结 | 第89-90页 |
| 7.1.1 主要工作 | 第89-90页 |
| 7.1.2 创新点 | 第90页 |
| 7.2 对进一步工作的展望 | 第90-92页 |
| 参考文献 | 第92-97页 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 | 第97页 |
