發(fā)布時間：2021-11-26 23:34

　　直線電機驅(qū)動系統(tǒng)相比于旋轉(zhuǎn)電機加傳動機構(gòu)的拖動系統(tǒng)具有很多優(yōu)點,將其應(yīng)用在傳統(tǒng)的自動門行業(yè)可以充分發(fā)揮其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢。本文設(shè)計的直驅(qū)式自動門的硬件平臺和軟件系統(tǒng),采用基于空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的矢量控制方法,實現(xiàn)對自動門位置-速度-電流三閉環(huán)控制。在此基礎(chǔ)上,采用基于單神經(jīng)元PID的雙層控制器以改善速度控制器的性能,采用模糊自適應(yīng)交叉耦合控制方法以實現(xiàn)對雙門系統(tǒng)的同步控制。首先,介紹直驅(qū)式自動門的結(jié)構(gòu),分析作為驅(qū)動電機的永磁同步直線電機的結(jié)構(gòu)和原理,并推導(dǎo)其在三相靜止坐標(biāo)系下和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。介紹空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的原理和矢量控制技術(shù)的原理,并在Matlab/Simulink中,搭建永磁同步直線電機三閉環(huán)控制的仿真模型。仿真結(jié)果驗證了本文設(shè)計的基于單神經(jīng)元PID的雙層控制器對速度環(huán)性能改善的有效性,以及模糊自適應(yīng)交叉耦合控制方法實雙門系統(tǒng)同步控制的有效性。其次,設(shè)計基于STM32F4控制芯片的驅(qū)動系統(tǒng)的硬件平臺和基于Keil MDK5編譯軟件的C語言軟件程序。硬件平臺主要包括驅(qū)動電路、采樣和調(diào)理電路、保護(hù)電路等。軟件模塊主要包括硬件資源初始化模塊、直線電機控制模塊、自動... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1日本Mazak公司的HMC系列直線電機機床

圖 1.2 艦載機電磁彈射示意圖機在自動門上的應(yīng)用最先由日本的 Toyota 公司和美國的 Otis 家公司都申請了各自的專利，不同的是 Toyota 公司設(shè)計的直線，而 Otis 公司專利中的直線電機為三相永磁同步電機[17-18]。6 年申請了永磁同步直線電機驅(qū)動的自動門系統(tǒng)的專利[19]

直驅(qū)式自動門采用直線電機作為門板的驅(qū)動電機，定子繞組固定，動子繞組帶動板進(jìn)行移動，其結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。定子繞組和導(dǎo)軌平行，固定在導(dǎo)軌上方，定子繞的端側(cè)裝有三個線性霍爾傳感器，相隔 120 度電角度安裝。動子下側(cè)通過機械結(jié)構(gòu)連門板負(fù)載，上側(cè)和滾動輪連接，下表面貼有永磁片，動子在電磁推力的作用下的帶動動輪運動。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙永磁電機系統(tǒng)轉(zhuǎn)速同步控制[J]. 夏長亮,李莉,谷鑫,史婷娜.  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(23)
[2]電磁發(fā)射用直線感應(yīng)電機位置檢測系統(tǒng)[J]. 何娜,王擎宇,芮萬智.  電機與控制學(xué)報. 2015(11)
[3]我國自動門行業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研報告[J]. 戴建國.  中國建筑金屬結(jié)構(gòu). 2014(09)
[4]飛機電磁彈射系統(tǒng)發(fā)展綜述[J]. 張明元,馬偉明,汪光森,王鈺.  艦船科學(xué)技術(shù). 2013(10)
[5]直線電機精密運動平臺軌跡跟蹤控制器設(shè)計[J]. 張剛,劉品寬,張波,丁漢.  光學(xué)精密工程. 2013(02)
[6]永磁同步直線電機的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[J]. 黨選舉,徐小平,于曉明,姜輝.  電機與控制學(xué)報. 2013(01)
[7]基于魯棒迭代學(xué)習(xí)的永磁直線電機控制[J]. 張宏偉,余發(fā)山,卜旭輝,王福忠.  電機與控制學(xué)報. 2012(06)
[8]直線電機伺服定位系統(tǒng)時間最優(yōu)魯棒控制[J]. 李義強,周惠興,王先逵,陳耀斌.  電機與控制學(xué)報. 2011(03)
[9]永磁同步直線電機推力波動建模與抑制[J]. 張明超,尹文生,朱煜.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(08)
[10]H型直線電機工作臺控制技術(shù)研究[J]. 張從鵬,劉強.  機床與液壓. 2007(10)

博士論文
[1]現(xiàn)代直線電機關(guān)鍵控制技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 王利.浙江大學(xué) 2012
[2]永磁同步直線電機伺服系統(tǒng)的控制策略和實驗研究[D]. 張代林.華中科技大學(xué) 2007
[3]永磁直線同步電機控制策略的研究[D]. 鄒積浩.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]基于STM32的永磁同步直線電機控制系統(tǒng)的研究[D]. 沈蛟驍.東南大學(xué) 2016
[2]龍門移動式加工中心雙直線電機同步控制的研究[D]. 劉丹.沈陽工業(yè)大學(xué) 2013
[3]龍門移動式鏜銑床雙直線電機交叉耦合同步控制[D]. 李萌萌.沈陽工業(yè)大學(xué) 2008
[4]雙直線電機同步控制的研究[D]. 翁秀華.沈陽工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3521141