磁懸浮永磁同步電機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、磁懸浮永磁同步電機較一般磁懸浮電機而言具有結(jié)構(gòu)簡單、功率因素高、運行可靠等優(yōu)點，是當前磁懸浮電機技術(shù)研究的熱點之一。本文以磁懸浮永磁同步電機為研究對象，著重對磁懸浮永磁同步電機的數(shù)學模型、非線性解耦控制、無傳感器技術(shù)、數(shù)字控制系統(tǒng)等方面進行了研究。具體研究內(nèi)容如下:
　　 首先，針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不足，構(gòu)造了一種新型五自由度磁懸浮永磁同步電機;基于磁軸承與磁懸浮電機原理，分別推導出了三自由度徑/軸向混合磁軸承和二自由度磁懸浮永磁同步

2、電機的懸浮力數(shù)學模型，給出了其轉(zhuǎn)矩模型;在此基礎(chǔ)上，建立了五自由度磁懸浮永磁同步電機的運動方程。
　　 其次，為解決傳統(tǒng)逆系統(tǒng)控制方法要求非線性系統(tǒng)模型精確已知和解析逆系統(tǒng)難以求取這兩大瓶頸問題，將逆系統(tǒng)方法與最小二乘支持向量機相結(jié)合，提出了最小二乘支持向量機α階逆系統(tǒng)控制方法，并將其應(yīng)用于五自由度磁懸浮永磁同步電機這一多變量、非線性、強耦合性系統(tǒng)中，對其進行了動態(tài)解耦控制研究。在介紹了逆系統(tǒng)原理和最小二乘支持向量機原理的前提下

3、，研究了基于最小二乘支持向量機α階逆系統(tǒng)的實現(xiàn)方法;分析了系統(tǒng)可逆性，運用Matlab仿真軟件對其進行了仿真研究，對所提出的解耦控制方法進行性能分析。
　　 再次，針對在特殊場合中機械傳感器難以滿足磁懸浮電機運行要求等問題，將模型參考自適應(yīng)控制算法應(yīng)用于磁懸浮永磁同步電機控制系統(tǒng)中，對磁懸浮永磁同步電機進行了無速度傳感器控制方法研究，選取了電機系統(tǒng)的可調(diào)模型和參考模型，推導出了模型參考自適應(yīng)律，并且用Matlab/Simulin

4、k仿真軟件對無傳感器控制效果進行了仿真驗證。
　　 最后，采用TI公司的TMS320F2812DSP芯片作為五自由度磁懸浮永磁同步電機控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器，設(shè)計了數(shù)字控制系統(tǒng)。
　　 通過理論研究和仿真試驗表明:針對新型五自由度磁懸浮永磁同步電機系統(tǒng)，采用最小二乘支持向量機α階逆系統(tǒng)控制方法能夠成功實現(xiàn)其多變量之間的動態(tài)解耦控制;采用模型參考自適應(yīng)法對磁懸浮永磁同步電機的無傳感器控制是可行的。本文構(gòu)建的硬件平臺，為進一步