本文關(guān)鍵詞：永磁直線同步電機(jī)無位置傳感器控制技術(shù)研究

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【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)高新技術(shù)快速崛起,機(jī)床各項(xiàng)性能指標(biāo)不得不迎來更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和面臨更嚴(yán)峻的形勢。我國電機(jī)經(jīng)歷了電機(jī)結(jié)構(gòu)與技術(shù)的不斷改良及自主創(chuàng)新發(fā)展,由于工業(yè)需求的日益擴(kuò)大,使得直線電機(jī)得到越來越多的企業(yè)和專家的關(guān)注。隨著高速精密數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)的絡(luò)繹不絕,加工質(zhì)量和效率有了更高的標(biāo)準(zhǔn),傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式已漸漸不能滿足。永磁直線同步電機(jī)(PMLSM)在現(xiàn)代化控制系統(tǒng)中有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。比如：速度、定位精度、效率。同時(shí)它還能低速平滑運(yùn)行和不受推力脈動(dòng)影響。傳統(tǒng)的安裝機(jī)械傳感器的做法會(huì)使系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置成本提高,維修繁瑣和工作量也較大。它也會(huì)增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,產(chǎn)生一定程度的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦,在一些受溫度、濕度、振動(dòng)條件制約的場合,傳感器性能及精確度下降,甚至在有些場合無法安裝。盡管上述如此,轉(zhuǎn)子磁極位置的必不可少性使得PMLSM無傳感控制技術(shù)成了電機(jī)控制領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。因此,如何快速準(zhǔn)確的獲得速度和位置成為本文研究的出發(fā)點(diǎn)。首先,本文先對PMLSM的基本結(jié)構(gòu)和基本原理進(jìn)行描述。然后在分析其坐標(biāo)矢量變換的基礎(chǔ)上建立了電機(jī)在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。其次,本文詳細(xì)的闡述了矢量控制原理和SVPWM調(diào)制技術(shù),以及完成了在仿真環(huán)境下矢量控制系統(tǒng)模型的搭建。最后,本文通過對傳統(tǒng)的滑模算法分析比較的基礎(chǔ)上,提出了一種結(jié)合滑模觀測器與模糊控制器各自優(yōu)點(diǎn)的新型滑模觀測器速度位置估計(jì)新方法。用此算法來實(shí)現(xiàn)傳感器的功能,在MATLAB7.1里系統(tǒng)的建立和完善了PMLSM無位置傳感器系統(tǒng)整個(gè)仿真模型,并對此模型進(jìn)行了仿真研究,將兩者效果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了其方法的有效性。仿真結(jié)果表明,模糊滑模觀測器能夠在柔滑抖振和穩(wěn)態(tài)誤差之間找到平衡,保持系統(tǒng)的魯棒性和控制精度,加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度。最后在前述理論和仿真分析的基礎(chǔ)上,本文以DSP芯片TMS320F2812為控制核心進(jìn)行了系統(tǒng)的軟件和硬件電路設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：永磁直線同步電機(jī) 矢量控制 滑模觀測器 模糊控制器 DSP
【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】：2015
【分類號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 課題研究的背景與意義11-12
• 1.2 無位置傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-13
• 1.2.1 無位置傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 無位置傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢13
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 第2章 永磁同步直線電機(jī)數(shù)學(xué)模型及其控制原理15-24
• 2.1 PMLSM的基本結(jié)構(gòu)和工作原理15-16
• 2.1.1 PMLSM的分類和基本結(jié)構(gòu)15
• 2.1.2 PMLSM的基本工作原理15-16
• 2.2 PMLSM的數(shù)學(xué)模型16-18
• 2.2.1 PMLSM的坐標(biāo)變換16
• 2.2.2 矢量之間的坐標(biāo)變換16-18
• 2.2.3 PMLSM在d-q軸的數(shù)學(xué)模型18
• 2.3 PMLSM的矢量控制技術(shù)基本原理18-22
• 2.3.1 系統(tǒng)中的矢量控制基本原理18-19
• 2.3.2 SVPWM技術(shù)簡介及原理19-21
• 2.3.3 傳統(tǒng)的PMLSM矢量控制系統(tǒng)21-22
• 2.4 PMLSM無位置傳感器全系統(tǒng)控制方案22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 基于模糊調(diào)節(jié)邊界層的滑模觀測器24-42
• 3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制的定義及原理24-25
• 3.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制器的“滑模面”和控制率的選取25-27
• 3.2.1 滑模面的設(shè)計(jì)25-26
• 3.2.2 控制率的選取26-27
• 3.3 “抖振”的原因及削弱方法27
• 3.4 傳統(tǒng)的滑模觀測器27-30
• 3.4.1 基于sign函數(shù)的滑模觀測器的控制策略27-28
• 3.4.2 基于sat函數(shù)的滑模觀測器的控制策略28-30
• 3.5 基于邊界層的新型模糊滑模觀測器30-34
• 3.5.1 基于帶有邊界層函數(shù)的觀測器數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)30-33
• 3.5.2 實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)邊界層寬度的模糊調(diào)節(jié)器33-34
• 3.5.3 鎖相環(huán)的位置和速度估計(jì)34
• 3.6 無位置傳感器控制系統(tǒng)SIMULINK仿真研究34-41
• 3.6.1 SVPWM的Simulink仿真研究34-35
• 3.6.2 模糊滑模觀測器的Simulink仿真模型35-36
• 3.6.3 整個(gè)系統(tǒng)的Simulink仿真36
• 3.6.4 仿真結(jié)果及分析36-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 第4章 基于DSP的PMLSM無位置傳感器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)42-59
• 4.1 PMLSM無位置傳感器整個(gè)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)42
• 4.2 PMLSM無位置傳感器控制系統(tǒng)硬件部分研究與設(shè)計(jì)42-52
• 4.2.1 TMS320F2812概述43-44
• 4.2.2 TMS320F2812外圍時(shí)鐘模塊44
• 4.2.3 IPM原理及介紹44-45
• 4.2.4 采樣電路設(shè)計(jì)45-49
• 4.2.5 IPM驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)49-51
• 4.2.6 系統(tǒng)仿真硬件實(shí)物圖51-52
• 4.3 PMLSM無位置傳感器整個(gè)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)52-58
• 4.3.1 PMLSM無位置控制器檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)52-54
• 4.3.2 SVPWM的實(shí)現(xiàn)54-55
• 4.3.3 矢量控制的實(shí)現(xiàn)55-56
• 4.3.4 速度位置估計(jì)算法設(shè)計(jì)56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得科研成果情況63-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號(hào)：1104138