基于IRMCF171的醫(yī)用離心機(jī)優(yōu)化控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、醫(yī)用離心機(jī)是通過高速的離心作用對混合物質(zhì)進(jìn)行分離、濃縮和提純的電機(jī)設(shè)備，被廣泛用于醫(yī)療器械、生物醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域。本文針對的是血液制品類的分離提純，這類物質(zhì)的提純不必超高速，但要求抗干擾性強(qiáng)、過程平滑高效，這樣提純的物質(zhì)才會達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因此，對離心機(jī)離心的物質(zhì)優(yōu)化控制的研究很重要。目前，醫(yī)用離心機(jī)存在一些缺點：一是驅(qū)動電機(jī)的抗干擾能力偏弱和消除振動的技術(shù)還不成熟，離心物質(zhì)的質(zhì)量會影響電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行；二是在全速度范圍內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)還達(dá)不到平

2、滑穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，需要系統(tǒng)高精度高品質(zhì)控制，以確保離心后的物質(zhì)達(dá)到設(shè)計要求。
　　本文構(gòu)建了基于id=0控制的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)，該方法控制過程簡便，不但可以對電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁通與定子電流進(jìn)行解耦控制，而且永磁同步電機(jī)具備體積小、運(yùn)行可靠、效率高、維護(hù)方便等特點，適用于系統(tǒng)高精度、寬范圍以及高動態(tài)性能控制。除此之外，為避免使用位置傳感器時帶來的一些缺點，并節(jié)約生產(chǎn)成本，采用了無位置傳感器的控制技術(shù)，并加入脈振高頻電壓注入法和滑模觀測器

3、法這兩種算法，以得出電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置信息。本文采用混合控制法，利用它們各自的優(yōu)點把兩種方法結(jié)合起來，當(dāng)電機(jī)零速和低速運(yùn)行時采取脈振高頻電壓注入法，通過高頻信號的層層濾波和解耦，來獲取轉(zhuǎn)子位置檢測；而當(dāng)電機(jī)高速運(yùn)行時采取滑模觀測器，針對過程中出現(xiàn)的抖振現(xiàn)象，可以利用飽和函數(shù)來抑制抖振現(xiàn)象，保證電機(jī)良好的動態(tài)性。它們的結(jié)合可以達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)控制的目的。在硬件設(shè)計方面，本文采用了IR公司專門為無位置傳感器控制而設(shè)計的處理器IRMCF171。這是一