高速电主轴驱动控制技术研究综述

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ＣＨＥＮＸｉａｏ — ａｎ，ＳＨＡＮＷｅｎ — ｔａｏ，ＺＨＯＵｉｎｆ — ｍｉｎｇ，ＨＥＹｅ，ＺＨＯＵＭｉｎｇ — ｈｏｎｇ，
２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｕｎｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｕｎｄ２１１００，Ｓｗｅｄｅｎ）
ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌ，ｏｎｅｂｙｏｎｅ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｑｕｅｓｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｅｒｅｓｕｍｍａｉｒｚｅｄａｎｄａ
ｐｅｒｆｏｍｅｒｄｆｒｏｍＶ／Ｆｃｏｎｔｒｏｌ，ｖｅｃｔｏｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ，ｄｉｒｅｃｔｔｏｒｑｕｅｃｏｎｔｒｏｌｔｏｈｙｂｒｉｄｄｉｒｖｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄ
振第３２卷第８期
动
与
冲
击
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
高速电主轴驱动控制技术研究综述
陈小安，单文桃，周进明，合
（１．重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆
烨，周明红，刘俊峰
行系统分析和深入总结。根据主轴电机驱动控制技术的发展历史：从Ｖ／ｆ控制、矢量变频控制、直接转矩控制到混合驱动控制以及智能控制等关键控制技术进行逐一分析和评述。在此基础上总结各控制技术客观存在的问题并进行对比分析，最后对高速电主轴驱动控制技术的发展趋势进行了预测和展望。关键词：电主轴；控制技术；动态性能；模糊控制
中图分类号：ＴＨ１３３文献标识码：Ａ
Ａｓｕｒｖｅｙｏｆｄｒｉｖｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｈｉｇｈ・ｓｐｅｅｄｍｏｔｏｒｉｚｅｄｓｐｉｎｄｌｅｓｙｓｔｅｍｓ
隆德２１１００）
４０００４４；２．瑞典隆德大学机械工程学院，瑞典
摘要：高速电主轴是高速数控机床核心功能部件，主轴单元融合了高速电机、精密轴承、驱动控制等关键技术。
高速主轴电机的驱动控制技术是决定主轴动静态性能的关键因素之一。因此，有必要对现有的主轴电机驱动控制技术进
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ — ｓｐｅｅｄｍｏｔｏｉｚｒｅｄｓｐｉｎｄｌｅｓａｒｅｔｈｅｃｏｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＣＮＣｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｓ，ｔｈｅｓｐｉｎｄｌｅｕｎｉｔｃｏｎｔａｉｎｓｓｅｖｅｒａｌｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｓｕｃｈａｓ，ｈｉｇｈ— ｓｐｅｅｄｍｏｔｏｒｓ，ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｂｅａｉｎｒｇ，ｄｉｖｒｅａｎｄｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅｄｉｖｒｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆａｈｉｇｈ— ｓｐｅｅｄｓｐｉｎｄｌｅｍｏｔｏｒｉｓｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｎｄｓｔａｔｉｃｐｅｆｏｒｍａｒｎｃｅｏｆｔｈｅｓｐｉｎｄｌｅ．Ｔｈｕｓ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｍａｋｅａｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｉｎ— ｄｅｐｔｈｓｕｍｍａｉｚｒａｔｉｏｎｏｒｆｅｘｉｓｔｉｎｇｄｉｖｒｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｓｐｉｎｄｌｅｍｏｔｏｒｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｈｉｓｔｏｙｒｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅａｎａｌｙｓｅｓａｎｄｒｅｖｉｅｗｓｗｅｒｅ
Ｊｕｎ－ｆｅｎｇ
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ；