基于无刷电机的工业缝纫机伺服系统研制

作     者：赫晓明 

作者单位：西北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐永哲

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：工业缝纫机 无刷直流电动机 制动 功率驱动 

摘      要：随着缝制业的不断发展，目前缝制机械技术已经全面进入机电一体化阶段。在不断追求缝制速度和缝制质量的前提下，结合实际情况研制了高速工业平缝机伺服控制系统。 本论文研究了高速工业缝纫机伺服控制系统的组成结构、控制方案和系统的硬软件设计等问题。在详细分析工业缝纫机的工作原理和伺服技术的基础上，提出了速度、电流和位置三闭环控制的方案。采用无刷直流电机作为系统的驱动部件，并详细介绍了无刷电机的组成原理和控制方法，利用MATLAB对无刷电机的控制系统进行了详细的仿真分析。论文还对控制律进行了讨论、分析、并接合实际情况，选用了分段双环的PI算法和迭代学习控制技术。对系统制动问题进行了重点讨论，提出能耗制动和反接制动相结合的方法。 硬件部分选用80C196MC单片机为核心控制器，利用单片机内部的波形发生器产生一路占空比可调的PWM波来控制电机的电压，采用硬件电路对无刷电机的换相进行控制，再加上由栅极驱动芯片IR21365为核心的功率驱动部分，以及实用的隔离抗干扰技术，从而实现了一套简单、可靠、高效的伺服系统硬件电路设计。 软件部分的设计主要采用C语言和汇编语言，利用模块化设计方法，设计了系统主程序、调速和电流控制、键盘和显示、制动以及各缝纫模式等程序模块。论文最后对系统的运行情况进行了测试。