直線-旋轉兩自由度雙定子永磁電機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、直線-旋轉兩自由度雙定子繞組永磁同步電機（Two-degree-of-freedom Linear and Rotary Permanent Magnet Synchronous Motor，2-DOF LRPMSM）是一種新型兩自由度電機(Two-degree-of-freedom Motor)，可進行直線、旋轉和復合螺旋運動，具有體積小、成本低、能量傳遞效率高等優(yōu)點，在軍工、航空航天、工業(yè)等領域有廣闊的應用前景。2-DOF LRPM

2、SM控制系統(tǒng)是電機高效、高可靠、變模式運行的關鍵，2-DOF LRPMSM控制系統(tǒng)涉及直線運動單元和旋轉運動單元的控制以及兩單元的協(xié)調控制，具有一定的特殊性和復雜性，對控制系統(tǒng)的結構設計、參數(shù)尋優(yōu)、穩(wěn)定性評估等提出了較高要求。因此2-DOF LRPMSM控制系統(tǒng)的研究具有重要的科學意義和應用價值。本文以2-DOF LRPMSM為對象，對電機控制系統(tǒng)的數(shù)學模型、運行特性、系統(tǒng)設計、實驗評估四個方面進行研究，旨在揭示2-DOFLRPMSM控

3、制系統(tǒng)的結構特點、設計準則、參數(shù)約束以及系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)調節(jié)特性，為2-DOF LRPMSM的實際應用提供參考和借鑒。本文的研究內容包括:
　　首先，詳細介紹2-DOF LRPMSM的基本結構和運行機理，分析其靜態(tài)特性。在此基礎上分別建立2-DOF LRPMSM在三相定子ABC坐標系和兩相轉子dq0坐標系下的數(shù)學模型，為后續(xù)控制系統(tǒng)的研究奠定理論基礎。
　　其次，在建立2-DOF LRPMSM數(shù)學模型的基礎上，對2-DOF L

4、RPMSM電機進行矢量控制。采用id=0矢量控制策略，基于MATLAB/Simulink環(huán)境，搭建2-DOF LRPMSM矢量控制系統(tǒng)仿真模型，包括直線驅動部分與旋轉驅動部分，驗證控制策略的可行性和控制系統(tǒng)的正確性。
　　再者，針對2-DOF LRPMSM的結構特點，設計控制系統(tǒng)硬軟件方案。控制系統(tǒng)硬件核心電路采用雙DSP結構，在保證芯片運算效率的同時，提高芯片控制性能;給出詳細的硬件模塊原理圖和設計參數(shù);基于CCS3.3環(huán)境，采