本文關(guān)鍵詞：基于狀態(tài)誤差永磁同步直線電機(jī)無源控制策略研究

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【摘要】：永磁同步直線電機(jī)是一種直接將電能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能且不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置,并憑借其高速度、高加速度、高精度特性在物流系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)、工業(yè)加工與裝備、交通等民用及軍工領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。永磁同步直線電機(jī)存在顯著的端部和齒槽效應(yīng),加之負(fù)載變化、參數(shù)攝動(dòng)、電源電能質(zhì)量問題等因素,造成常規(guī)的控制方法難以滿足高性能的控制需求。本文針對(duì)永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)中的抗干擾和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能要求,將無源控制方法引入控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),取得了良好效果,主要研究內(nèi)容如下:首先闡述了本課題的研究意義以及國內(nèi)外對(duì)直線電機(jī)的研究應(yīng)用現(xiàn)狀,綜述了永磁同步直線電機(jī)控制策略的發(fā)展歷程及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀并指出了其優(yōu)缺點(diǎn)。在合理假設(shè)的條件下,運(yùn)用坐標(biāo)變換原理建立了永磁同步直線電機(jī)的電磁和機(jī)械運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。其次利用無源性與穩(wěn)定性的關(guān)系,從能量成形的角度設(shè)計(jì)控制系統(tǒng),來確保系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性。根據(jù)端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)理論,把永磁同步直線電機(jī)看成一個(gè)兩端口(電氣端口和機(jī)械端口)裝置,引入互聯(lián)與阻尼配置,將閉環(huán)系統(tǒng)的能量存儲(chǔ)函數(shù)作為系統(tǒng)的lyapunov函數(shù)來設(shè)計(jì),使系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析更加簡(jiǎn)單、物理意義更加明確。最后針對(duì)永磁同步直線電機(jī)的快速響應(yīng)、超調(diào)量小和抗干擾能力方面的要求,采用基于狀態(tài)誤差模型的無源性控制方法來設(shè)計(jì)控制器,并與傳統(tǒng)的PI控制方法進(jìn)行比較。仿真結(jié)果表明基于狀態(tài)誤差的無源控制器比PI控制器響應(yīng)速度快、超調(diào)量小,并且具有更好的抗干擾性能,從而證明了本方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM359.4

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