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永磁直线同步电机控制技术的研究

直线电动机直接驱动运动设备,省略了机械转换机构,完全消除机械传动元件的速度和加速度的物理极限,具有长行程、低惯量、高精度、快响应和高速度等特征,是先进加工中心的标志。90年代中期以后,直线驱动技术在超精密定位领域中得到了广泛的应用,吸引了越来越多的研究机构和人员投入到这一领域中来。永磁直线同步电机与普通的直线异步电机相比,具有效率高、输出力矩大、体积小、易于控制等优点,极大地提高了进给系统的快速响应性和运动精度,成为新一代超精密机床中最具有代表的技术。永磁直线同步电机伺服控制系统将是当前和今后直线电机发展应用的一个方向。本文以直线电机理论为依据,以现有的实验设备及新的实验方法为基础,设计了永磁直线同步电动机控制系统,分析了永磁直线同步电机控制系统中存在的难点,并对直线电动机控制系统的控制性能进行了初步的实验研究。首先,介绍了永磁直线同步电机的结构、工作原理、相关控制策略,对直线电机控制难点进行了探讨。在此基础上,设计了永磁直线同  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

高速精密永磁直线同步电机进给系统及控制技术研究

本论文以研究永磁直线同步电机进给系统与控制方法为主要目的,吸收相关学科的新思想、新理论、新技术,建立了永磁直线同步电机进给系统,并采用理论研究、计算机仿真与实验研究相结合的研究方法,系统地进行了动力学分析、优化、控制和相应的技术基础研究与实验研究。第一章,阐述了本论文研究的背景与重要意义,详细介绍了永磁直线同步电机直线进给系统的研究及发展现状,概述了论文研究的主要内容。第二章,在分析永磁直线同步电机空间矢量变换规律基础上,建立了永磁直线同步电机的数学模型,重点推导了永磁直线同步电机d-q轴模型及推力公式,最后得出了永磁直线同步电机转子磁链定向控制的方式及原理。第三章,在分析永磁直线同步电机进给系统的受力状况基础上,建立了进给系统简化的动力学方程,提出了采用优化进给系统结构降低扰动力方法,并对边端力、齿槽力及滑动摩擦力进行有限元计算及拟合,最后提出了采用扰动力观察器补偿残余扰动力及应用状态估计器辨识模型参数方法。第四章,详细介绍了...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

安徽工程大学
安徽工程大学

永磁直线同步电机推力补偿控制技术研究

永磁同步直线电机(PMLSM)由旋转电机转变而来,其相对于旋转电机而言存在推力大、响应速度快、高精度等优点,但是也存在不可否认的缺陷。一方面,由于直线电机由于没有中间传动机制,负载直接加在直线电机上,因此负载的变化直接传输给直线电机,使直线电机的推力发生变化。直线电机的推力波动可能会在低速运行时引起共振,从而恶化其控制效果。另一方面,直线电机的结构可以看成由旋转电机沿截面展开,因此,其自身存在端部效应和齿槽效应也使直线电机的推力产生波动。本文从两个不同的角度对PMLSM的推力波动进行补偿。首先,本文介绍永磁同步直线电机的基本结构和运行原理,简述矢量控制和SVPWM控制原理,分析其数学模型,并在MATLAB/SIMULINK中建立PMLSM控制仿真模型。其次,本文分别从控制角度和结构改善角度对PMLSM的推力波动进行补偿和抑制。从控制角度,本文采用PID和CMAC复合控制的方法,跟踪PMLSM的电流,实现对其推力的控制,比较PID...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

沈阳工业大学
沈阳工业大学

基于反推技术的永磁直线同步电机控制策略研究

数控机床用永磁直线电机伺服系统由于省掉了机械传动机构,使系统对模型不确定性及外部扰动更加敏感。为解决不确定因素对直接驱动系统的影响,本文在国家自然科学基金项目和辽宁省优秀人才支持计划项目的资助下,以反推技术为基础,结合现代控制理论、智能控制方法,对存在参数变化、端部效应及负载扰动等不确定因素的直线伺服系统位置跟踪控制策略进行研究。主要研究内容包括以下几个方面:1.针对永磁直线同步电机伺服系统的位置跟踪问题,提出首先从位置跟踪误差开始设计虚拟控制器,然后选择虚拟误差、位置误差构成新的子系统设计新的虚拟控制器,通过递推依次对得到的虚拟控制器逐步修正算法,最终设计出实际控制器。最后利用李亚普诺夫稳定性理论对设计的控制系统进行稳定性分析。仿真结果表明,该方法有效削弱了时变外力扰动对系统的影响。2.为了提高永磁直线同步电机伺服系统位置跟踪鲁棒性,提出采用位置、速度误差设计滑模面函数,构建位置误差、滑模面函数子系统方法设计位置控制器,这样可...  (本文共103页) 本文目录 | 阅读全文>>

安徽工程大学
安徽工程大学

永磁直线同步电机无位置传感器控制技术研究

进入21世纪高新技术快速崛起,机床各项性能指标不得不迎来更严格的标准和面临更严峻的形势。我国电机经历了电机结构与技术的不断改良及自主创新发展,由于工业需求的日益扩大,使得直线电机得到越来越多的企业和专家的关注。随着高速精密数控机床加工技术的络绎不绝,加工质量和效率有了更高的标准,传统的传动方式已渐渐不能满足。永磁直线同步电机(PMLSM)在现代化控制系统中有着得天独厚的优势。比如:速度、定位精度、效率。同时它还能低速平滑运行和不受推力脉动影响。传统的安装机械传感器的做法会使系统驱动装置成本提高,维修繁琐和工作量也较大。它也会增加转动惯量,产生一定程度的静态和动态摩擦,在一些受温度、湿度、振动条件制约的场合,传感器性能及精确度下降,甚至在有些场合无法安装。尽管上述如此,转子磁极位置的必不可少性使得PMLSM无传感控制技术成了电机控制领域中的一个研究热点。因此,如何快速准确的获得速度和位置成为本文研究的出发点。首先,本文先对PMLS...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电机与控制应用》2019年12期
电机与控制应用

磁悬浮电励磁三相直线同步电机离线参数辨识

建立磁悬浮电励磁三相直线同步电机(MSEE-TPLSM)的连续时间参数型状态空间方程数学模型,利用前向一阶差分方法将连续时间数学模型离散化成离散时间参数型状态空间方程数学模型,再利用z变换写成递推最小二乘算...  (本文共8页) 阅读全文>>

《机电信息》2020年12期
机电信息

一种削弱永磁直线同步电机振动的方法研究

单边平板型有铁芯永磁直线同步电机(PMLSM)是目前应用最为广泛的一种直线电机,但直线电机在运行过程中初、次级之间存在较大的法向力波动,会引起电机电磁振动,进而造成机床的振动。现通过气隙中加铜片的方法...  (本文共3页) 阅读全文>>