本文關(guān)鍵詞： 直線開關(guān)磁阻電機(jī) 位置同步控制 干擾補(bǔ)償 主令同步 相鄰交叉耦合　出處：《深圳大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展,在驅(qū)動(dòng)大型機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)中或是高精密機(jī)床加工系統(tǒng)中,多電機(jī)同步控制技術(shù)已經(jīng)越來越重要。直驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)因其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有控制簡(jiǎn)單,機(jī)械效率高,快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于同步控制系統(tǒng)中。因此,改善直驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成的多電機(jī)同步控制系統(tǒng)的同步控制性能,具有十分重要的研究?jī)r(jià)值。直線電機(jī)就是一種直驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。目前,國(guó)內(nèi)外主要研究的直線電機(jī)有永磁直線電機(jī)、感應(yīng)直線電機(jī)和直線開關(guān)磁阻電機(jī)(LSRM)。相比永磁直線電機(jī)和感應(yīng)直線電機(jī),直線開關(guān)磁阻電機(jī)的運(yùn)動(dòng)部分不含永磁體及線圈,因而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、耐高溫、成本低等優(yōu)點(diǎn),故多直線開關(guān)磁阻電機(jī)同步控制系統(tǒng)在交通運(yùn)輸、國(guó)防工業(yè)、機(jī)械加工等諸多領(lǐng)域都具有十分可觀的應(yīng)用前景。針對(duì)多電機(jī)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(gè)主要性能指標(biāo)。電機(jī)的位置跟蹤誤差與控制器的位置跟蹤性能有關(guān),而電機(jī)之間的位置同步誤差除了和控制器的性能有關(guān)外,整個(gè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也對(duì)其有著重要影響。為了提高多電機(jī)同步控制系統(tǒng)的位置同步性能,本文以三臺(tái)直線開關(guān)磁阻電機(jī)作為控制對(duì)象,設(shè)計(jì)了針對(duì)多臺(tái)直線開關(guān)磁阻電機(jī)的位置精確同步控制策略:(1)設(shè)計(jì)主令同步控制結(jié)構(gòu)。結(jié)合直線開關(guān)磁阻電機(jī)數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)指數(shù)收斂干擾觀測(cè)器,對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)實(shí)施補(bǔ)償,將前饋控制和干擾觀測(cè)器引入PD控制中,設(shè)計(jì)基于前饋和干擾補(bǔ)償?shù)腜D控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì)單電機(jī)的精確位置跟蹤,以此提升主令結(jié)構(gòu)下多直線開關(guān)磁阻電機(jī)的位置同步控制精度。(2)設(shè)計(jì)相鄰交叉耦合同步控制結(jié)構(gòu)。結(jié)合各電機(jī)位置誤差與位置同步誤差構(gòu)造新的狀態(tài)耦合變量,采用系統(tǒng)辨識(shí)法獲得電機(jī)模型參數(shù),設(shè)計(jì)基于相鄰交叉耦合的同步控制算法,提高多直線開關(guān)磁阻電機(jī)位置同步系統(tǒng)的同步控制性能。對(duì)上述算法進(jìn)行的仿真研究和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,以上控制策略在保證電機(jī)精確跟蹤輸入信號(hào)的同時(shí)取得了良好同步控制效果,驗(yàn)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(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP273;TM352

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1460023