本文關鍵詞： 直線開關磁阻電機 位置同步控制 干擾補償 主令同步 相鄰交叉耦合　出處：《深圳大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著現代制造業(yè)的快速發(fā)展,在驅動大型機械設備的控制系統(tǒng)中或是高精密機床加工系統(tǒng)中,多電機同步控制技術已經越來越重要。直驅動系統(tǒng)因其本身的結構特點具有控制簡單,機械效率高,快速響應等優(yōu)點而被廣泛應用于同步控制系統(tǒng)中。因此,改善直驅動系統(tǒng)構成的多電機同步控制系統(tǒng)的同步控制性能,具有十分重要的研究價值。直線電機就是一種直驅動系統(tǒng)。目前,國內外主要研究的直線電機有永磁直線電機、感應直線電機和直線開關磁阻電機(LSRM)。相比永磁直線電機和感應直線電機,直線開關磁阻電機的運動部分不含永磁體及線圈,因而具有結構簡單、可靠性高、耐高溫、成本低等優(yōu)點,故多直線開關磁阻電機同步控制系統(tǒng)在交通運輸、國防工業(yè)、機械加工等諸多領域都具有十分可觀的應用前景。針對多電機位置同步控制的研究,位置跟蹤誤差和位置同步誤差是要改善的兩個主要性能指標。電機的位置跟蹤誤差與控制器的位置跟蹤性能有關,而電機之間的位置同步誤差除了和控制器的性能有關外,整個控制系統(tǒng)的結構設計也對其有著重要影響。為了提高多電機同步控制系統(tǒng)的位置同步性能,本文以三臺直線開關磁阻電機作為控制對象,設計了針對多臺直線開關磁阻電機的位置精確同步控制策略:(1)設計主令同步控制結構。結合直線開關磁阻電機數學模型設計指數收斂干擾觀測器,對系統(tǒng)擾動實施補償,將前饋控制和干擾觀測器引入PD控制中,設計基于前饋和干擾補償的PD控制器,實現對單電機的精確位置跟蹤,以此提升主令結構下多直線開關磁阻電機的位置同步控制精度。(2)設計相鄰交叉耦合同步控制結構。結合各電機位置誤差與位置同步誤差構造新的狀態(tài)耦合變量,采用系統(tǒng)辨識法獲得電機模型參數,設計基于相鄰交叉耦合的同步控制算法,提高多直線開關磁阻電機位置同步系統(tǒng)的同步控制性能。對上述算法進行的仿真研究和實驗研究結果表明,以上控制策略在保證電機精確跟蹤輸入信號的同時取得了良好同步控制效果,驗證了以上算法的有效性。
[Abstract]:With the rapid development of modern manufacturing industry, in the control system of driving large-scale mechanical equipment or high-precision machine tool processing system. Multi-motor synchronous control technology has become more and more important. The direct-drive system is widely used in synchronous control system because of its advantages of simple control, high mechanical efficiency and fast response. Improving the synchronous control performance of multi-motor synchronous control system composed of direct-drive system has very important research value. Linear motor is a kind of direct-drive system. The main linear motors studied at home and abroad include permanent magnet linear motor, induction linear motor and linear switched reluctance motor, compared with permanent magnet linear motor and induction linear motor. The moving part of linear switched reluctance motor does not contain permanent magnets and coils, so it has the advantages of simple structure, high reliability, high temperature resistance and low cost, so the synchronous control system of multiple linear switched reluctance motors is in transportation. Many fields, such as national defense industry, machining and so on, have considerable application prospects. The research on position synchronization control of multi-motor is studied. The position tracking error and the position synchronization error are two main performance indexes to be improved. The position tracking error of the motor is related to the position tracking performance of the controller. The position synchronization error between motors is related to the performance of the controller, and the structure design of the whole control system also has an important impact on the position synchronization performance of the multi-motor synchronous control system in order to improve the performance of the multi-motor synchronous control system. In this paper, three linear switched reluctance motors are taken as the control object. The main command synchronous control structure is designed for the position precise synchronous control strategy of multiple linear switched reluctance motors. The exponential convergence disturbance observer is designed based on the mathematical model of the linear switched reluctance motor. The feedforward control and disturbance observer are introduced into PD control, and a PD controller based on feedforward and disturbance compensation is designed to track the precise position of single motor. In order to improve the position synchronization control accuracy of multi-linear switched reluctance motor under the main command structure. The adjacent cross-coupling synchronous control structure is designed and a new state coupling variable is constructed by combining the position error and the position synchronization error of each motor. The system identification method is used to obtain the parameters of the motor model, and the synchronous control algorithm based on the adjacent cross-coupling is designed. Improve the synchronous control performance of the position synchronization system of multi-linear switched reluctance motor. The simulation and experimental results of the above algorithms show that. The above control strategy not only ensures the accurate tracking of the input signal, but also achieves a good synchronization control effect, which verifies the effectiveness of the above algorithm.
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP273;TM352

【參考文獻】

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本文編號：1460023