目录
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1绪论 (1)
1.1研究的背景和意义 (1)
1.2国内外研究进展 (1)
1.3本文研究内容和结构 (3)
2双电机振动压实机分析 (5)
2.1混沌振动压实理论 (5)
2.2 双电机振动压实装置设计与分析 (5)
2.2.1双电机振动压实装置设计 (5)
2.2.2双电机振动压实机的受力分析 (7)
2.3压实性能的影响因素 (7)
2.4小结 (8)
3双电机鲁棒混沌同步控制方法研究 (9)
3.1永磁同步电动机的矢量控制理论 (9)
3.1.1坐标变换 (9)
3.1.2永磁同步电动机的数学模型 (10)
3.1.3永磁同步电动机的矢量控制策略 (11)
3.1.4仿真模型与结果分析 (12)
3.2基于反步控制方法的双电机混沌同步控制 (13)
3.2.1永磁同步电动机的混沌反控制 (13)
3.2.2 RBF神经网络 (14)
3.2.3基于反步自适应RBF神经网络的同步控制器设计 (15)
3.2.4仿真研究 (20)
3.3基于滑模控制方法的双电机混沌同步控制 (25)
3.3.1基于滑模控制的同步控制器设计 (25)
3.3.2仿真研究 (27)
3.4小结 (30)
4永磁同步电动机的驱动系统设计 (31)
4.1驱动系统的总体设计 (31)
4.2驱动系统的硬件电路设计 (31)
4.2.1主电路 (31)
4.2.2 IGBT驱动电路 (32)
4.2.3电流采样电路 (33)
4.2.4直流母线电压检测电路 (33)
4.2.5保护电路 (34)
4.2.6编码脉冲检测电路 (35)
V
西安理工大学硕士学位论文
VI 4.3控制系统软件设计 (36)
4.3.1软件结构设计 (36)
4.3.2 PWM中断服务程序 (36)
4.3.3过流过压中断服务程序 (36)
4.4小结 (38)
5实验结果及分析 (39)
5.1过压过流保护电路实验结果 (39)
5.2永磁同步电动机的开环实验结果 (40)
5.3永磁同步电动机的恒速控制实验结果 (42)
5.4基于反步控制方法的同步控制实验结果 (43)
5.5小结 (44)
6总结与展望 (45)
6.1总结 (45)
6.2展望 (45)
致谢 (47)
参考文献 (49)
附录 (53)
攻读硕士学位期间相关研究成果 (55)
绪论
1绪论
1.1研究的背景和意义
随着现代电力电子技术、电机制造技术、永磁材料、大规模集成电路、微控制器、交流电机控制理论和计算机技术的发展，交流伺服控制系统有了长足的进步，并且取得了巨大的成就。由永磁同步电动机组成的伺服系统，在运行时转矩平稳，同时永磁同步电动机具有结构简单，体积小，功率密度高，效率高，转动惯量低，易于散热及维护保养等优点，特别是永磁材料价格的下降、材料性能的显著提高，以及新型永磁材料的出现，在中小功率、高精度、高可靠性、宽调速范围的伺服系统中，永磁同步电动机引起了越来越多的研究与开发人员的青睐，其应用领域逐步推广，尤其在、航天、数控机床、加工中心、机器人等场合已获得广泛的应用[1]。
所谓同步[2]，是指两个或两个以上的物件、物体或所观察的对象呈现出相同或相似的运动形式。在机械行业中，通常要求设备中的多个工作部件，如转轴、杆件、油缸活塞等，甚至整个机械会以大小相等的速度、相位、加速度或作用力运行在同步状态下，进而完成所需的工作过程。在实际工程应用中，通常要求多台电机的速度相同或按规律连续变化，如造纸机、双电机驱动的振动给料机、双滚筒驱动的带式输送机、飞剪机等。因此，研究多电机系统同步的理论和方法对保证机械同步运行，进而使这类机械有效、可靠地运转，都有着非常重要的现实意义。
混沌在经历了发现和识别混沌系统及研究其混沌特征的高潮之后，越来越多的研究人员开始关注混沌控制，混沌控制是指混沌的控制与诱导，其主要任务是根据不同领域的实际需要，设法从多种多样的非线性系统所产生的混沌行为中，挑选出任意所需的各种周期信号，甚至于非周期信号，并实现其稳定的有效控制[3]。20世纪90年代，人们开始研究电机驱动系统中的混沌现象，研究发现，电机驱动系统在特定参数下能够出现混沌现象[4][5][6]。一般工程应用场合类随机的混沌运动是不期望的，这时需要利用控制方法消除混沌[7]。然而电机的混沌运动在某些应用场合是有益的，如在工业搅拌过程[8]和振动压实过程[9][10]中，宽频混沌信号能够产生更好的效果。
本文以振动压实为应用背景，设计一种新的机械结构，并研究了永磁同步电动机的混沌同步控制方法。
1.2国内外研究进展
压实机械是建筑基础施工、公路、铁路、机场、码头、矿山等工程中不可缺少的工程设备。如何保证建筑基础的强度、稳定性、耐久性是保证建筑物的稳固及使用年限的先决条件。压实质量是工程质量的基本保证，对建筑基础进行高标准的压实，使其达到规定的压实度和沉降值，建筑基础的强度和稳定性就可达到质量要求。通常，压实作业所需费用约占施工项目费用的2% ，设备占工程造价的0.2%，而压实密度每提高1%，基础承载能
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