辊磨机及定向仪控制系统设计与开发

作     者：曹振兴 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：关守平

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：辊磨机 定向仪 DSP 伺服电机 变负载控制 

摘      要：辊磨机是一种数控加工机床,可用于对晶棒进行外圆磨削加工。x射线衍射定向仪是利用X射线衍射原理对晶体进行定向和测量。目前,国内外企业生产的辊磨机床和X射线晶体定向仪是将晶体的外圆磨削加工和定向测量分别在两台机器上进行。本文设计的辊磨机及定向仪控制系统将两台机器实现的功能整合在一套系统中。本文基于DSP开发辊磨机交流伺服控制系统,实现对交流永磁同步电机的速度、位置控制,进行晶棒的磨削加工;采用PIC18F4620单片机设计定向仪系统,对加工后的晶棒进行定向测量。在晶棒的磨削过程中,负载是变化的。本文最后对交流伺服系统速度环的变负载控制进行理论研究。本文的主要工作如下：（1）设计系统的总体结构方案,包括辊磨机交流伺服控制系统、定向仪峰值测量系统,以及两个系统的连接方案。（2）设计系统的硬件结构,包括DSP最小核心模块,主电路单元,DSP外围电路,检测电路,功率驱动电路和PIC单片机电路。（3）设计系统的软件程序,包括辊磨机交流伺服系统的软件程序、定向仪的AD采样程序和峰值测量程序。（4）辊磨机交流伺服系统速度环变负载控制的研究。本文采用内模控制和模糊PID控制设计速度控制器。通过MATLAB仿真分析,这两种方法抑制速度波动,取得了良好的控制效果。