永磁同步直線電機(jī)直接推力控制技術(shù)研究.pdf

1、永磁同步直線電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在工業(yè)各領(lǐng)域。但是直線電機(jī)自身產(chǎn)生的磁鏈波紋、齒槽效應(yīng)、端部效應(yīng)等，再加上由于“零傳動(dòng)”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其失去了中間傳動(dòng)的緩沖作用，負(fù)載變化和各種擾動(dòng)因素會(huì)直接作用在電機(jī)自身，這些都會(huì)造成推力、速度、定子磁鏈產(chǎn)生波動(dòng)，使直線電機(jī)的性能受到大幅度的影響。因此，為了有效解決這些問(wèn)題，本文以永磁同步直線電機(jī)作為研究對(duì)象，研究直線電機(jī)直接推力控制方法，結(jié)合模糊控制方法改進(jìn)控制性能，最后采

2、用反步方法進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，可以明顯減小了定子磁鏈、推力和定子電流脈動(dòng)，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，增強(qiáng)直線電機(jī)伺服系統(tǒng)的性能。
　　本文首先介紹了直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理，建立的各個(gè)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，得到推力的控制方程，為直接推力控制提供理論基礎(chǔ)。
　　其次，設(shè)計(jì)了直線電機(jī)直接推力控制系統(tǒng)每個(gè)組成部分，包括直線電機(jī)仿真模型、逆變器、速度估計(jì)模塊、速度調(diào)節(jié)器、磁鏈和推力觀測(cè)器、磁鏈調(diào)節(jié)器、推力調(diào)節(jié)器、空間電壓矢量開(kāi)關(guān)表，將所

3、有模塊連結(jié)成整個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)而通過(guò)Matlab/Simulink仿真，得到了傳統(tǒng)直接推力控制策略在空載情況下的定子磁鏈、電磁推力、速度、定子電流的響應(yīng)曲線，直接推力控制策略雖然響應(yīng)速度快，但是存在較大脈動(dòng)。
　　再次，分析脈動(dòng)產(chǎn)生的原因，結(jié)合模糊控制技術(shù)對(duì)速度環(huán)PI控制器進(jìn)行改進(jìn)，使用模糊控制對(duì)推力和磁鏈滯環(huán)比較器進(jìn)行改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)了空間電壓矢量開(kāi)關(guān)表，避免了扇區(qū)劃分法中空間電壓矢量在某些區(qū)域無(wú)法正確選擇的問(wèn)題，然后對(duì)模糊直接推力控制