[1]张磊,张得礼,逯轩,等.基于永磁同步电机驱动的螺钉旋拧过程控制研究[J].机械与电子,2019,(03):62-67.
　ZHANG Lei,ZHANG Deli,LU Xuan,et al.Study on the Process Control of Twisting Screws Based on PMSM Drive[J].Machinery & Electronics,2019,(03):62-67.
点击复制

基于永磁同步电机驱动的螺钉旋拧过程控制研究()
分享到：

机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2019年03期
页码:
62-67
栏目:
自动控制与检测
出版日期:
2019-03-24

文章信息/Info

Title:
Study on the Process Control of Twisting Screws Based on PMSM Drive
文章编号:
1001-2257（2019）03-0062-06
作者:
张磊1; 张得礼1; 逯轩1; 路元刚2
(1.南京航空航天大学机电学院,江苏 南京 210016 ;2.南京航空航天大学理学院,江苏 南京 210016 )
Author(s):
ZHANG Lei1; ZHANG Deli1; LU Xuan1; LU Yuangang2
(1.College of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China2. College of Science, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China)
关键词:
电动旋拧螺钉工具; PMSM; 谐波电流抑制; 负载转矩观测器
Keywords:
an electric tool used to twist screws;  PMSM;  harmonic current suppression;  load torque observer
分类号:
TP271
文献标志码:
A
摘要:
针对电动旋拧螺钉工具在旋拧螺钉过程出现的空转、卡滞以及速度波动问题，设计开发一套控制系统，对工具的运动过程进行控制。在旋拧启动阶段采用矢量控制和谐波电流抑制相结合的方法，在矢量控制的基础上增加谐波电流环以减小机构动力装置-PMSM的速度波动；在旋拧密接阶段使用基于卡尔曼滤波的负载转矩观测器，完成对负载的观测及补偿以提高密接阶段的平稳性。通过实验证明，该控制系统可以带动工具完成旋拧螺钉的功能，与常规控制方法相比，在启动阶段电机速度波动幅度降低了50%，在密接阶段电机速度波动幅度降低了30%，机构振动幅度大为减小。
Abstract:
Aiming at the problem of idling, binding and the fluctuation of speed in the process of twisting screws for electric tools used to twist screws, a control system was designed and developed to plan the motion process of the tool. In the initial stage, vector control and harmonic current suppression were combined. On the basis of vector control, the harmonic current loop was added to reduce the velocity fluctuation of PMSM which is the power device in the tool . The load torque observer based on kalman filter was used in the bonding stage to complete the observation and compensation of the load, which greatly improves the stability of the bonding stage. The experimental results show that the control system can drive the tool to complete the function of twisting screws. Compared with the conventional control method, the motor speed fluctuation amplitude was reduced by 50% in the starting stage, 30% in the sealing stage, and the mechanism vibration amplitude was greatly reduced

参考文献/References:

[1]周平.基于PLC的自动拧螺钉机控制系统设计[J].机电工程技术，2015，44(12):114-116.

[2]刘奇坤.空间机器人末端工具更换装置的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学，2011.

[3]余佩倡，吴峻，周文武．永磁同步电机矢量控制系统设计[J].电力电子技术，2011，45(11):105-107.

[4]王妍，杜军红，陶伟宜，等.基于DSP的空间电压矢量法PWM的研究[J].电机与控制学报，2000，4(2):98-101,105.

[5]郭爱成.电动工具螺钉拧紧力矩控制方法[J].电动工具，2015(2):6-12.

[6]张雷.力矩拧紧机的应用及拧紧方式、参数的选择[D]. 长春:吉林大学，2011.

[7]韩东利.永磁同步电机转矩脉动抑制方法的研究[D].扬州:扬州大学，2017.

[8]甄帅.大功率永磁同步电机运行谐波分析与抑制方法研究[D].重庆:重庆大学，2011.

[9]廖勇，甄帅, 刘刃,等.用谐波注入抑制永磁同步电机转矩脉动[J].中国电机工程学报，2011，31(21):119-127．

[10]章玮，王伟颖.基于降阶负载扰动观测器的永磁同步电机控制[J].机电工程，2012，29(7): 821-824,832.

[11]王伟颖.永磁同步电机抗负载扰动控制策略研究[D].杭州:浙江大学，2012.

[12]Gasc L,Fadel M,Astier S,et al.Load torque observer for minimizing torque ripple in PMSM[C]. Sixth International Conference on Electrical Machines and Systems, 2003 :473-476.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2018-10-25
 基金项目：苏州市应用基础研究计划（SYG201546）； 江苏省研究生科研与实践创新计划项目（SJCX18_0105）
作者简介 ：张磊（1992-），男，山东德州人，硕士研究生，研究方向为数控系统；张得礼（1973-），男，安徽马鞍山人，副教授，硕士研究生导师，研究方向为运动控制、数控技术等，通信作者。
更新日期/Last Update: 2019-10-28