直線電機(jī)垂直驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在數(shù)控珩磨機(jī)中的應(yīng)用研究.pdf

1、直線電機(jī)由于具有高速響應(yīng)、高精度、高加速、高傳動(dòng)剛度、高效率、低噪聲、大推力等優(yōu)點(diǎn)而被應(yīng)用于機(jī)床傳動(dòng)，在珩磨機(jī)主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)中采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以省去機(jī)械與液壓中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化設(shè)備，提高珩磨機(jī)的效率和珩磨質(zhì)量。本文為實(shí)現(xiàn)珩磨機(jī)主軸的高速高精往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)永磁同步直線電機(jī)的控制進(jìn)行了研究。
　　首先，從永磁同步直線電機(jī)(PMLSM)的工作原理出發(fā)，結(jié)合其在珩磨機(jī)主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的具體使用條件，建立了永磁同步直線

2、電機(jī)的電磁學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型并對(duì)其進(jìn)行了分析，得出系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)、推力波動(dòng)、負(fù)載擾動(dòng)等不確定因素是造成系統(tǒng)控制性能下降的主要因素。
　　其次，基于所建立的永磁同步直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，確立了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制策略。提出以磁場(chǎng)定向矢量控制和SVPWM技術(shù)為基礎(chǔ)，在典型的三閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)中加入PID控制構(gòu)成基本控制策略，通過(guò)在速度環(huán)中引入干擾觀測(cè)器(DOB)對(duì)外部干擾和模型參數(shù)波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)引入加速度和速度前饋補(bǔ)償來(lái)提高控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)能

3、力，減小響應(yīng)滯后。按照由里到外的設(shè)計(jì)原則，對(duì)電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的PID控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，得到了各環(huán)的數(shù)學(xué)模型，并以之為依據(jù)設(shè)計(jì)了干擾觀測(cè)器和加速度、速度前饋控制器，得到整個(gè)控制系統(tǒng)的控制器結(jié)構(gòu)和參數(shù)。
　　最后，利用SIMULINK對(duì)本文所提出的控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果分析，得出該控制策略有效抑制了干擾帶來(lái)的波動(dòng)，能準(zhǔn)確的跟蹤輸入信號(hào)并達(dá)到很高的穩(wěn)態(tài)精度，能夠?qū)崿F(xiàn)直線電機(jī)的高速高精度運(yùn)動(dòng)控制，有實(shí)際工程應(yīng)用意義。