本文關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻平面電機(jī)結(jié)構(gòu)分析與控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 平面電機(jī) 開關(guān)磁阻 有限元分析 磁場(chǎng)分析 模糊控制

【摘要】：隨著高精密加工及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,人們對(duì)高精度平面定位裝置的需求越來越高。傳統(tǒng)的平面定位裝置,采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)結(jié)合滾珠絲杠等中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)而再將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平面運(yùn)動(dòng)。復(fù)雜的中間轉(zhuǎn)換裝置增加了系統(tǒng)誤差,不能滿足高精度的加工工藝需求。平面電機(jī)是一種無需中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),直接將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,并且實(shí)現(xiàn)二維平面運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行裝置。平面電機(jī)的研究主要集中在美國、日本和韓國。主要由感應(yīng)式平面電機(jī)、永磁式平面電機(jī)、開關(guān)磁阻式平面電機(jī)(Switched Reluctance Motor Planar, SRPM)三種。本文以開關(guān)磁阻平面電機(jī)作為研究對(duì)象,根據(jù)開關(guān)磁阻平面電機(jī)結(jié)構(gòu)特性,結(jié)合開關(guān)磁阻式直線電機(jī)的構(gòu)造,設(shè)計(jì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和電氣參數(shù)。使用Solid Works設(shè)計(jì)開關(guān)磁阻平面電機(jī)的裝配模型。利用AnsoftMaxwel3D有限元分析軟件對(duì)電機(jī)進(jìn)行靜態(tài)磁場(chǎng)和瞬態(tài)磁場(chǎng)分析,獲得電磁推力曲線和電感曲線數(shù)據(jù)。通過對(duì)有限元計(jì)算出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,采用數(shù)值分析法,用余弦函數(shù)近似描述電機(jī)電感曲線,并建立電機(jī)數(shù)學(xué)模型。本文針對(duì)電機(jī)單相勵(lì)磁方案的不足,采用多相勵(lì)磁方案,利用比例內(nèi)插法求解電流給定值,結(jié)合電流滯環(huán)控制設(shè)計(jì)電流控制器,作為SRPM控制系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)。同時(shí)采用改進(jìn)型PD控制方法設(shè)計(jì)電機(jī)位置控制器,并利用模糊控制策略動(dòng)態(tài)調(diào)整PD控制器的參數(shù)。最后利用Matlab/Simulink搭建SRPM多相勵(lì)磁策略下的仿真模型,檢測(cè)電機(jī)對(duì)方波信號(hào)和正弦信號(hào)的跟蹤效果。完成電機(jī)在平面內(nèi)對(duì)矩形和圓形軌跡的準(zhǔn)確跟蹤。
【關(guān)鍵詞】：平面電機(jī) 開關(guān)磁阻 有限元分析 磁場(chǎng)分析 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM352
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 平面電機(jī)的發(fā)展11-12
• 1.2 常見平面電機(jī)類型與研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 課題研究的目的和意義15-16
• 1.4 本文研究內(nèi)容16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 第2章 SRPM的理論基礎(chǔ)18-25
• 2.1 SRPM基本結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理18-20
• 2.1.1 SRPM基本結(jié)構(gòu)18-20
• 2.1.2 SRPM工作原理20
• 2.2 開關(guān)磁阻平面電機(jī)數(shù)學(xué)建模20-24
• 2.2.1 SRPM能量轉(zhuǎn)化方程20-22
• 2.2.2 SRPM電壓平衡方程22-23
• 2.2.3 SRPM機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 基于Ansoft的SRPM有限元分析25-35
• 3.1 開關(guān)磁阻平面電機(jī)參數(shù)設(shè)置25-27
• 3.1.1 SRPM電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)25-26
• 3.1.2 SRPM電機(jī)性能參數(shù)設(shè)計(jì)26
• 3.1.3 SRPM動(dòng)定子尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)26-27
• 3.2 SRPM三維有限元分析基本理論27-29
• 3.2.1 有限元分析法基本原理介紹27
• 3.2.2 有限元分析法基本假設(shè)27-29
• 3.3 開關(guān)磁阻平面電機(jī)三維有限元模型搭建29-34
• 3.3.1 Ansoft有限元分析軟件介紹29-30
• 3.3.2 建立SRPM三維有限元分析模型30-33
• 3.3.3 仿真結(jié)果33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第4章 SRPM仿真建模與勵(lì)磁方案35-45
• 4.1 基于Matlab的SRPM仿真模型35-39
• 4.1.1 電機(jī)模塊35-36
• 4.1.2 功率變換模塊36-38
• 4.1.3 SRPM單相勵(lì)磁仿真結(jié)果38-39
• 4.2 SRPM勵(lì)磁規(guī)則與電流控制39-44
• 4.2.1 SRPM多相勵(lì)磁方案39-41
• 4.2.2 基于比例內(nèi)插法求解電流給定值41-43
• 4.2.3 電流滯環(huán)比較控制器43-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 第5章 SRPM位置控制設(shè)計(jì)與仿真45-63
• 5.1 基于PD控制器的位置控制方案45-52
• 5.1.1 PD位置控制策略45-49
• 5.1.2 改進(jìn)型PD控制策略49-52
• 5.2 模糊控制基本理論52-57
• 5.2.1 模糊控制基本原理52-53
• 5.2.2 模糊PD控制器設(shè)計(jì)53-57
• 5.3 基于模糊控制的仿真建模與結(jié)果分析57-62
• 5.3.1 基于模糊控制的仿真建模57-58
• 5.3.2 基于模糊控制的仿真結(jié)果58-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第6章 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得科研成果情況67-68
• 致謝68

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本文編號(hào)：818116