文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
永磁同步直线电机的矢量控制
姓名:孙宗宇
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:王兴贵
20090401
摘要本文分析了永磁同步直线电动机的运行机理与运行特性,并通过坐标变换,分别得出了电机在口一∥、晗迪碌氖P汀U攵杂来磐街毕叩缁P偷姆线性与耦合特性,采用了次级磁场定向的矢量控制,并使,不但解决了上述问题,还实现了最大推力电流比控制。为了获得平稳的推力,采用了刂疲⒍运惴实现进行了研究。针对速度环采用传统刂颇岩月愀咝阅苁噶靠刂葡低常ü源砅控制和模糊控制理论的研究,将两者相结合,设计出能够在线自整定的模糊刂破鳌=ǜ控制器代替传统的刂破饔τ糜谒俣然罚蕴岣呦低车亩蔡阅堋在以上分析的基础上,设计了永磁同步直线电机矢量控制系统的软、硬件。其中电流检测采用了新颖的电流传感器芯片,以解决温漂问题;速度检测采用了增量式光栅尺,设计了与慕涌诘缏罚ü齅/ㄊ迪侄缘缁牟馑佟W詈笤贛疭下建立了电机及其矢量控制系统的仿真模型,并对分别采用传统俣瓤刂破骱湍:俣瓤刂破鞯南低辰蟹抡妫峁砻鞑捎媚:齈控制具有更好的动态响应性能,能有效的抑制暂态和稳态下的推力脉动,对于负载扰动具有较强的鲁棒性。关键词:永磁同步直线电机;矢量控制;模糊刂硕十学位论文
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:孙宗宁兰州理工大学学位论文原创性声明日期:年∥月日期:≥卯辍卧拢已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。年解密后适用本授权书。本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊导师签名:
第滦髀课题的背景和意义在许多工业领域中,被控对象的运动路径往往是直线形式。长期以来人们都是通过旋转电机加上机械变换环节获得最终的直线运动、单向位移或者双向往复位移。显然,这种获得直线运动的方式具有“间接男灾省6毕叩缁梢越电能直接转换成直线运动机械能,无需中间机械传动变换装置,具有速度快、结构简单、工作稳定、灵敏度高、成本低等优点Ⅲ。但是由于直线电机本身理论上和技术上不够完善,控制理论的不成熟等缺点,一直限制着直线电机的发展。世纪下半叶,随着电工领域中新原理、新材料和新技术的出现,如图所示,直线电机开始逐步取代原来利用旋转电机加中间转换装置来产生直线运动的系统,它的地位显得越来越重要D壳霸诮煌ㄔ耸洹⒒底靶丁⒒导庸ぁ⒅造自动化、仪器设备、家用电器等很多方面都有直线电机的应用实例。对于直线电动机而言,按其工作原理分类如图所示,其中永磁同步直线电机利用高能永磁体,不但具有直线电机的优点,而且还有体积小、高可靠性、高效率等优点,在推力、速度、定位精度等方面也比其它直线电机有着更多的优势;再者,我国拥有非常丰富的稀土资源。因此,嚼丛奖灰的谌耸克厥樱泻芎玫姆⒄箍占洹矢量控制理论于年,、ü迪纸涣鞯缍ㄗ拥缌鞯睦欧至亢妥>胤至恐涞解耦,实现了将交流电动机的控制过程等效为直流电动机的控制过程,使交流调速系统的动态性能得到了显著的改善和提高。在之后多年的工业实践中不断改进,技术已趋成熟,已广泛应用于高性能的交流伺服系统口新技术微计电算子机硕十学位论文图新理论、新材料、新技术发展框图
直线电机的原理与旋转电机相同,因此对于直线伺服系统矢量控制仍不失为好的控制策略。然而,由于直线电机采用了直接驱动,系统更容易受到外部扰动和参数变化的影响,这些都将直接反映到直线电机的运动控制中,而没有任何中间环节的缓冲,这就增加了控制上的难度。此外,直线电机的定子和动子的长度和宽度都是有限的,存在“边端效应吹绱呕芈凡欢猿圃斐闪死诺缌鞑黄衡,两端存在过渡现象,因此电机损耗增加,出力减小。直线电机的这些缺点,表现为系统的非线性更加明显,要建立准确的数学模型更加困难,用常规的控制方法就难以达到高性能控制的目的。因此,采用传统刂破鞯氖噶靠刂葡低澈难满足高性能的直线伺服系统对于动态性能和鲁棒性的要求,必须采取有效的控制策略来削弱扰动对系统性能的影响。模糊控制是智能控制的一个重要分支,它不依赖于精确的数学模型,对不能准确确定控制对象数学模型