本文關(guān)鍵詞：永磁同步直線電機(jī)伺服系統(tǒng)能量成型及性能控制研究

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【摘要】：永磁同步直線電機(jī)直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng),不需要中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),具有小體積、大推力、低損耗、小時(shí)間常數(shù)、快響應(yīng)等特點(diǎn),非常適合于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)+滾珠絲杠”直線進(jìn)給傳動(dòng)模式,在現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)中應(yīng)用廣泛。LPMSM伺服系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)的控制器能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高動(dòng)態(tài)性能的速度或定位控制。但LPMSM由于構(gòu)造的特殊性、參數(shù)不固定和外界的各種干擾等因素的影響,導(dǎo)致了其控制問(wèn)題的復(fù)雜性,實(shí)現(xiàn)高性能的控制,是一個(gè)值得研究的課題。本文針對(duì)永磁同步直線電機(jī)為控制對(duì)象,以能量成型的控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步直線交流伺服系統(tǒng)進(jìn)行速度控制,開(kāi)展了研究。首先,綜述了直線電機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,介紹了直線電機(jī)的控制策略,研究了永磁同步直線電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理、在各種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)建模。其次,分析了基于能量成型的端口受控哈密頓控制方法,對(duì)永磁同步直線電機(jī)進(jìn)行了端口受控哈密頓實(shí)現(xiàn),在此基礎(chǔ)上采用互聯(lián)和阻尼配置的無(wú)源性控制方法設(shè)計(jì)了永磁同步直線電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的速度控制器,并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。再次,通過(guò)Matlab軟件實(shí)驗(yàn)仿真,結(jié)果表明基于能量成型的哈密頓控制方法是可行的,同時(shí)與永磁同步直線電機(jī)的PID控制研究進(jìn)行仿真對(duì)比,體現(xiàn)了前一種控制方法的優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步直線電機(jī) 能量成型 端口受控哈密頓 互聯(lián)和阻尼配置 控制
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM359.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-21
• 1.1 直線電機(jī)的發(fā)展8-10
• 1.2 直線電機(jī)的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 直線電機(jī)的控制技術(shù)11-19
• 1.3.1 傳統(tǒng)控制技術(shù)12
• 1.3.2 現(xiàn)代控制技術(shù)12-15
• 1.3.3 智能控制技術(shù)15-17
• 1.3.4 能量成型控制的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及章節(jié)安排19-21
• 2 永磁同步直線電機(jī)的建模21-37
• 2.1 永磁同步直線電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)21-23
• 2.2 永磁同步直線電機(jī)的工作原理23
• 2.3 坐標(biāo)變換23-27
• 2.3.1 坐標(biāo)變換的規(guī)則23-25
• 2.3.2 三相-兩相靜止變換25-26
• 2.3.3 兩相-兩相旋轉(zhuǎn)變換26-27
• 2.4 永磁同步直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型27-31
• 2.4.1 三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型28-29
• 2.4.2 兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.4.3 兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型30-31
• 2.4.4 兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程31
• 2.5 永磁同步直線電機(jī)的電流控制策略31-32
• 2.6 影響直線電機(jī)進(jìn)給伺服性能的擾動(dòng)因素32-35
• 2.7 永磁直線同步電機(jī)的特點(diǎn)35-37
• 3 永磁同步直線電機(jī)的能量成型控制方法37-46
• 3.1 無(wú)源性與耗散性37-39
• 3.2 無(wú)源性與能量成型39-40
• 3.3 端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)40-46
• 3.3.1 歐拉-拉格朗日方程和Hamilton方程40-41
• 3.3.2 端口受控哈密頓(PCH)系統(tǒng)41
• 3.3.3 端口受控耗散哈密頓(PCHD)系統(tǒng)41-42
• 3.3.4 哈密頓系統(tǒng)的組合42-46
• 4 基于能量成型的永磁同步直線電機(jī)速度控制研究46-60
• 4.1 端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)無(wú)源控制的實(shí)現(xiàn)方法46-50
• 4.2 永磁同步直線電機(jī)的IDA-PBC速度控制50-60
• 4.2.1 LPMSM的PCHD模型建模50-51
• 4.2.2 穩(wěn)定平衡點(diǎn)和控制器設(shè)計(jì)51-53
• 4.2.3 穩(wěn)定性分析53-54
• 4.2.4 系統(tǒng)實(shí)例仿真54-60
• 5 永磁同步直線電機(jī)速度控制系統(tǒng)的PID控制與無(wú)源控制比較 .. 5360-65
• 5.1 LPMSM的矢量控制方法60-63
• 5.1.1 電機(jī)矢量控制的基本原理60-61
• 5.1.2 基于SVPWM調(diào)制方法的矢量控制系統(tǒng)仿真模型61-63
• 5.2 LPMSM矢量控制法和能量成型控制法的比較63-65
• 6 工作總結(jié)與展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 曾鵬;;遺傳算法在煤礦高轉(zhuǎn)速永磁同步電機(jī)控制仿真中的應(yīng)用[J];煤礦機(jī)械;2011年06期

2 王宏文;孫浩;荊鍇;李耀婷;;永磁直線同步電機(jī)的模糊自適應(yīng)分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制[J];機(jī)床與液壓;2012年13期

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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本文編號(hào)：844209