發(fā)布時間：2017-09-13 14:20

  本文關鍵詞：永磁同步直線電機伺服系統(tǒng)能量成型及性能控制研究

  更多相關文章： 永磁同步直線電機 能量成型 端口受控哈密頓 互聯(lián)和阻尼配置 控制

【摘要】：永磁同步直線電機直接產生直線運動,不需要中間傳動環(huán)節(jié),具有小體積、大推力、低損耗、小時間常數、快響應等特點,非常適合于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”直線進給傳動模式,在現(xiàn)代數控加工技術中應用廣泛。LPMSM伺服系統(tǒng)要求設計的控制器能夠實現(xiàn)高精度、高動態(tài)性能的速度或定位控制。但LPMSM由于構造的特殊性、參數不固定和外界的各種干擾等因素的影響,導致了其控制問題的復雜性,實現(xiàn)高性能的控制,是一個值得研究的課題。本文針對永磁同步直線電機為控制對象,以能量成型的控制方法來實現(xiàn)對永磁同步直線交流伺服系統(tǒng)進行速度控制,開展了研究。首先,綜述了直線電機的發(fā)展及應用、國內外研究現(xiàn)狀,介紹了直線電機的控制策略,研究了永磁同步直線電機的基本結構、基本工作原理、在各種坐標系下的數學建模。其次,分析了基于能量成型的端口受控哈密頓控制方法,對永磁同步直線電機進行了端口受控哈密頓實現(xiàn),在此基礎上采用互聯(lián)和阻尼配置的無源性控制方法設計了永磁同步直線電機伺服控制系統(tǒng)的速度控制器,并對其穩(wěn)定性進行了分析。再次,通過Matlab軟件實驗仿真,結果表明基于能量成型的哈密頓控制方法是可行的,同時與永磁同步直線電機的PID控制研究進行仿真對比,體現(xiàn)了前一種控制方法的優(yōu)越性。
【關鍵詞】：永磁同步直線電機 能量成型 端口受控哈密頓 互聯(lián)和阻尼配置 控制
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM359.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-21
• 1.1 直線電機的發(fā)展8-10
• 1.2 直線電機的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 直線電機的控制技術11-19
• 1.3.1 傳統(tǒng)控制技術12
• 1.3.2 現(xiàn)代控制技術12-15
• 1.3.3 智能控制技術15-17
• 1.3.4 能量成型控制的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文研究的主要內容及章節(jié)安排19-21
• 2 永磁同步直線電機的建模21-37
• 2.1 永磁同步直線電機的基本結構21-23
• 2.2 永磁同步直線電機的工作原理23
• 2.3 坐標變換23-27
• 2.3.1 坐標變換的規(guī)則23-25
• 2.3.2 三相-兩相靜止變換25-26
• 2.3.3 兩相-兩相旋轉變換26-27
• 2.4 永磁同步直線電機的數學模型27-31
• 2.4.1 三相靜止坐標系下的數學模型28-29
• 2.4.2 兩相靜止坐標系下的數學模型29-30
• 2.4.3 兩相同步旋轉坐標系下的數學模型30-31
• 2.4.4 兩相同步旋轉坐標系下的狀態(tài)方程31
• 2.5 永磁同步直線電機的電流控制策略31-32
• 2.6 影響直線電機進給伺服性能的擾動因素32-35
• 2.7 永磁直線同步電機的特點35-37
• 3 永磁同步直線電機的能量成型控制方法37-46
• 3.1 無源性與耗散性37-39
• 3.2 無源性與能量成型39-40
• 3.3 端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)40-46
• 3.3.1 歐拉-拉格朗日方程和Hamilton方程40-41
• 3.3.2 端口受控哈密頓(PCH)系統(tǒng)41
• 3.3.3 端口受控耗散哈密頓(PCHD)系統(tǒng)41-42
• 3.3.4 哈密頓系統(tǒng)的組合42-46
• 4 基于能量成型的永磁同步直線電機速度控制研究46-60
• 4.1 端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)無源控制的實現(xiàn)方法46-50
• 4.2 永磁同步直線電機的IDA-PBC速度控制50-60
• 4.2.1 LPMSM的PCHD模型建模50-51
• 4.2.2 穩(wěn)定平衡點和控制器設計51-53
• 4.2.3 穩(wěn)定性分析53-54
• 4.2.4 系統(tǒng)實例仿真54-60
• 5 永磁同步直線電機速度控制系統(tǒng)的PID控制與無源控制比較 .. 5360-65
• 5.1 LPMSM的矢量控制方法60-63
• 5.1.1 電機矢量控制的基本原理60-61
• 5.1.2 基于SVPWM調制方法的矢量控制系統(tǒng)仿真模型61-63
• 5.2 LPMSM矢量控制法和能量成型控制法的比較63-65
• 6 工作總結與展望65-67
• 參考文獻67-71
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文71-72
• 致謝72

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

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2 王宏文;孫浩;荊鍇;李耀婷;;永磁直線同步電機的模糊自適應分數階PI~λD~μ控制[J];機床與液壓;2012年13期

3 王春梅;李紅;張利瓊;;基于飽和函數的永磁同步直線電機模糊滑模速度控制系統(tǒng)的研究[J];煤礦機械;2012年11期

中國碩士學位論文全文數據庫 前2條

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2 楊少東;永磁直線同步電機控制技術的研究[D];浙江大學;2006年

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本文編號：844209