發(fā)布時間：2017-08-14 15:04

  本文關(guān)鍵詞：永磁直線同步電機推力補償控制技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 永磁直線同步電機 CMAC-PID控制 有限元分析 ANSOFT 推力波動

【摘要】：永磁同步直線電機(PMLSM)由旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)變而來,其相對于旋轉(zhuǎn)電機而言存在推力大、響應(yīng)速度快、高精度等優(yōu)點,但是也存在不可否認的缺陷。一方面,由于直線電機由于沒有中間傳動機制,負載直接加在直線電機上,因此負載的變化直接傳輸給直線電機,使直線電機的推力發(fā)生變化。直線電機的推力波動可能會在低速運行時引起共振,從而惡化其控制效果。另一方面,直線電機的結(jié)構(gòu)可以看成由旋轉(zhuǎn)電機沿截面展開,因此,其自身存在端部效應(yīng)和齒槽效應(yīng)也使直線電機的推力產(chǎn)生波動。本文從兩個不同的角度對PMLSM的推力波動進行補償。首先,本文介紹永磁同步直線電機的基本結(jié)構(gòu)和運行原理,簡述矢量控制和SVPWM控制原理,分析其數(shù)學(xué)模型,并在MATLAB/SIMULINK中建立PMLSM控制仿真模型。其次,本文分別從控制角度和結(jié)構(gòu)改善角度對PMLSM的推力波動進行補償和抑制。從控制角度,本文采用PID和CMAC復(fù)合控制的方法,跟蹤PMLSM的電流,實現(xiàn)對其推力的控制,比較PID控制、CMAC控制和復(fù)合控制的跟蹤效果,驗證了復(fù)合控制方法的優(yōu)越性。從改變結(jié)構(gòu)的角度,本文采用有限元分析方法,對引起PMLSM推力波動的因素進行分析,從抑制齒槽力波動的角度抑制推力波動,在ANSOFT有限元分析軟件中建立PMLSM模型并仿真,觀察靜態(tài)磁場和PMLSM運行狀態(tài)下的瞬態(tài)磁場,分析不同磁極情況下齒槽力的變化情況。仿真結(jié)果表明,PID-CMAC復(fù)合控制方法增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,抑制了系統(tǒng)的擾動,大大減小了超調(diào),加快了控制響應(yīng)的速度。有限元分析結(jié)果表明,在不改變電機的基本結(jié)構(gòu)的情況下,設(shè)置極距為齒距的1.5倍左右,會減小齒槽力的大小,削弱齒槽效應(yīng)對推力的影響,達到抑制齒槽效應(yīng)的效果,提高電機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：永磁直線同步電機 CMAC-PID控制 有限元分析 ANSOFT 推力波動
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 課題來源及研究目的和意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況13-16
• 1.2.1 永磁同步直線電機的國內(nèi)外研究狀況13-14
• 1.2.2 直線電機推力補償?shù)膰鴥?nèi)外研究狀況14-16
• 1.3 論文中的關(guān)鍵技術(shù)16-18
• 1.3.1 智能控制技術(shù)16
• 1.3.2 有限元分析技術(shù)16-18
• 1.4 主要研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第2章 PMLSM的數(shù)學(xué)模型及控制原理19-35
• 2.1 PMLSM的基本結(jié)構(gòu)和原理19-21
• 2.2 PMLSM的矢量控制原理21
• 2.3 SVPWM技術(shù)簡介及原理21-23
• 2.4 PMLSM的建模23-31
• 2.4.1 PMLSM的坐標(biāo)變換23-25
• 2.4.2 PMLSM的數(shù)學(xué)模型25-27
• 2.4.3 PMLSM的仿真27-31
• 2.5 PMLSM推力波動產(chǎn)生的原因31-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第3章 PMLSM的CMAC-PID控制器設(shè)計35-49
• 3.1 小腦模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CMAC)控制35-38
• 3.1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)35-36
• 3.1.2 CMAC的發(fā)展和特點36-37
• 3.1.3 CMAC的結(jié)構(gòu)及原理37-38
• 3.1.4 CMAC的算法38
• 3.2 PID控制38-42
• 3.2.1 PID控制原理38-40
• 3.2.2 幾種數(shù)字PID算法40-42
• 3.3 CMAC-PID的復(fù)合控制42-48
• 3.3.1 CMAC-PID復(fù)合控制方案42
• 3.3.2 CMAC-PID復(fù)合控制算法42-43
• 3.3.3 CMAC-PID復(fù)合控制結(jié)構(gòu)43-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 基于齒槽效應(yīng)的PMLSM有限元分析49-57
• 4.1 有限元模型建立49-50
• 4.2 齒槽力的數(shù)學(xué)模型50-52
• 4.3 PMLSM的有限元分析52-55
• 4.3.1 電機磁場分布53-54
• 4.3.2 電機齒槽力的仿真54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第5章 結(jié)論與展望57-58
• 參考文獻58-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得科研成果情況61-62
• 致謝62

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