永磁同步直線電機(jī)的驅(qū)動與控制策略研究.pdf

1、永磁同步直線電機(jī)(PMSLM)相較于旋轉(zhuǎn)電機(jī)，具有高速度、高精度、大推力以及直接驅(qū)動等許多優(yōu)點，在半導(dǎo)體制造、高精度數(shù)控機(jī)床、印刷設(shè)備等許多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。但直線電機(jī)因其結(jié)構(gòu)特點以及采用“零傳動”的驅(qū)動方式，由負(fù)載擾動、系統(tǒng)參數(shù)攝動以及定位力擾動等因素形成的推力波動將直接影響其伺服系統(tǒng)低速時的速度平穩(wěn)性以及定位精度，嚴(yán)重制約著直線電機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)實踐。因此本文從控制角度出發(fā)，對于如何提高直線電機(jī)伺服系統(tǒng)的魯棒性問題進(jìn)行了研究，并

2、進(jìn)行了實驗驗證。
　　本文首先分析了永磁同步直線電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)以及工作原理，采用坐標(biāo)變換思想，在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（dq坐標(biāo)系）下建立了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，引入矢量控制理論，分析并確定采用id=0的控制策略，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了電壓空間矢量脈寬調(diào)節(jié)(SVPWM)技術(shù)。在由內(nèi)而外地分析了直線伺服系統(tǒng)的三環(huán)控制結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了永磁同步直線電機(jī)的速度控制策略。在速度控制器設(shè)計中，采用滑?！窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)雙自由度控制器取代傳統(tǒng)單自由度PI控制器，

3、利用滑模控制器的快速性使得系統(tǒng)具有良好的動態(tài)跟蹤性能;采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器作為輸出反饋控制器，對系統(tǒng)參數(shù)攝動以及外在阻力等不確定因素進(jìn)行有效抑制，削弱滑?？刂埔鸬南到y(tǒng)抖振，以此來提高系統(tǒng)的魯棒性。同時針對永磁同步直線電機(jī)定位力引起的推力波動問題，本文提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推力波動抑制策略，通過設(shè)計BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推力波動觀測器來有效地抑制推力波動問題，以此來削減干擾源，進(jìn)一步減少系統(tǒng)抖振，改善系統(tǒng)性能。利用仿真軟件Matlab對上