發(fā)布時間：2017-10-05 21:51

  本文關(guān)鍵詞：永磁同步直線電機直接推力控制技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 直接推力控制 永磁同步直線電機 模糊控制 反步方法 磁鏈和推力脈動

【摘要】：永磁同步直線電機具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快的優(yōu)點,因此被廣泛應(yīng)用在工業(yè)各領(lǐng)域。但是直線電機自身產(chǎn)生的磁鏈波紋、齒槽效應(yīng)、端部效應(yīng)等,再加上由于“零傳動”的結(jié)構(gòu)特點使其失去了中間傳動的緩沖作用,負(fù)載變化和各種擾動因素會直接作用在電機自身,這些都會造成推力、速度、定子磁鏈產(chǎn)生波動,使直線電機的性能受到大幅度的影響。因此,為了有效解決這些問題,本文以永磁同步直線電機作為研究對象,研究直線電機直接推力控制方法,結(jié)合模糊控制方法改進(jìn)控制性能,最后采用反步方法進(jìn)行一體化設(shè)計,可以明顯減小了定子磁鏈、推力和定子電流脈動,提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度,增強直線電機伺服系統(tǒng)的性能。本文首先介紹了直線電機的結(jié)構(gòu)組成、工作原理,建立的各個坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,得到推力的控制方程,為直接推力控制提供理論基礎(chǔ)。其次,設(shè)計了直線電機直接推力控制系統(tǒng)每個組成部分,包括直線電機仿真模型、逆變器、速度估計模塊、速度調(diào)節(jié)器、磁鏈和推力觀測器、磁鏈調(diào)節(jié)器、推力調(diào)節(jié)器、空間電壓矢量開關(guān)表,將所有模塊連結(jié)成整個系統(tǒng),進(jìn)而通過Matlab/Simulink仿真,得到了傳統(tǒng)直接推力控制策略在空載情況下的定子磁鏈、電磁推力、速度、定子電流的響應(yīng)曲線,直接推力控制策略雖然響應(yīng)速度快,但是存在較大脈動。再次,分析脈動產(chǎn)生的原因,結(jié)合模糊控制技術(shù)對速度環(huán)PI控制器進(jìn)行改進(jìn),使用模糊控制對推力和磁鏈滯環(huán)比較器進(jìn)行改進(jìn),重新設(shè)計了空間電壓矢量開關(guān)表,避免了扇區(qū)劃分法中空間電壓矢量在某些區(qū)域無法正確選擇的問題,然后對模糊直接推力控制進(jìn)行仿真并與傳統(tǒng)直接推力控制的仿真結(jié)果進(jìn)行比較,證明模糊控制能夠減小推力和磁鏈脈動,提高魯棒性。最后,本文又提出了一種基于反步方法的直接推力控制,利用反步思想將系統(tǒng)分解為低階的子系統(tǒng),引入合適的控制律使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定,設(shè)計基于反步方法的速度控制器、推力和磁鏈控制器,根據(jù)輸出的控制電壓設(shè)計了空間電壓矢量脈寬調(diào)制模塊,然后進(jìn)行仿真,結(jié)果證明基于反步方法的直接推力控制在抑制脈動、提高系統(tǒng)魯棒性和動態(tài)響應(yīng)能力等方面具有良好的效果。
【關(guān)鍵詞】：直接推力控制 永磁同步直線電機 模糊控制 反步方法 磁鏈和推力脈動
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM359.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 直線電機的應(yīng)用11-12
• 1.3 永磁同步直線電機的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.3.1 矢量控制12-16
• 1.3.2 直接推力控制16-17
• 1.4 論文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第二章 永磁同步直線電機直接推力控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真實現(xiàn)19-45
• 2.1 永磁同步直線電機的結(jié)構(gòu)和工作原理19-20
• 2.2 永磁同步直線電機的數(shù)學(xué)模型20-24
• 2.2.1 坐標(biāo)變換21
• 2.2.2 直線電機在三相靜止(ABC)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.2.3 兩相靜止(αβ)坐標(biāo)系22-23
• 2.2.4 兩相旋轉(zhuǎn)( dq )坐標(biāo)系23-24
• 2.3 永磁同步直線電機直接推力控制24-26
• 2.4 直線電機直接推力控制系統(tǒng)的設(shè)計26-41
• 2.4.1 直線電機模型設(shè)計27-29
• 2.4.2 逆變器設(shè)計29-31
• 2.4.2.1 逆變器數(shù)學(xué)模型29-31
• 2.4.2.2 逆變器仿真模型設(shè)計31
• 2.4.3 速度估計模塊設(shè)計31-33
• 2.4.4 速度調(diào)節(jié)器設(shè)計33
• 2.4.5 推力和磁鏈觀測器設(shè)計33-35
• 2.4.6 推力調(diào)節(jié)器設(shè)計35-36
• 2.4.7 磁鏈調(diào)節(jié)器設(shè)計36-37
• 2.4.8 磁鏈位置確定模塊設(shè)計37-38
• 2.4.9 空間電壓矢量開關(guān)表設(shè)計38-41
• 2.5 直線電機直接推力控制仿真系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)41-44
• 2.6 本章小結(jié)44-45
• 第三章 模糊直接推力控制系統(tǒng)的設(shè)計45-55
• 3.1 模糊控制基本原理45-47
• 3.2 模糊直接推力控制系統(tǒng)47-48
• 3.3 速度模糊控制器設(shè)計48-51
• 3.4 磁鏈和推力模糊控制器設(shè)計51-53
• 3.5 空間電壓矢量開關(guān)表的改進(jìn)設(shè)計53-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第四章 基于反步方法的直接推力控制系統(tǒng)設(shè)計55-64
• 4.1 反步方法概述55-56
• 4.2 基于反步方法的直接推力控制系統(tǒng)組成56-57
• 4.3 基于反步方法的控制器設(shè)計57-60
• 4.3.1 數(shù)學(xué)模型57
• 4.3.2 基于反步方法的速度控制器設(shè)計57-59
• 4.3.3 基于反步方法的推力和磁鏈控制器設(shè)計59-60
• 4.4 空間電壓矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）的實現(xiàn)60-63
• 4.5 基于反步方法的直接推力控制系統(tǒng)仿真模型設(shè)計63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 第五章 直接推力控制系統(tǒng)的仿真實驗64-74
• 5.1 變速恒負(fù)載情況下的仿真64-68
• 5.2 恒速變負(fù)載情況下的仿真68-73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 總結(jié)74-75
• 6.2 展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81

【參考文獻(xiàn)】

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6 崔s，

本文編號：979026