永磁同步直線電機(jī)高精度伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、永磁同步直線電機(jī)(Permanent magnet synchronous linear motor，PMSLM)憑借其響應(yīng)快、高速、高效及精度高等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械加工與軍事領(lǐng)域的精密加工設(shè)備中。由于直線電機(jī)的端部效應(yīng)、參數(shù)變化以及負(fù)載擾動(dòng)等非線性因素，都會(huì)降低系統(tǒng)的伺服性能和機(jī)床加工精度，因此，設(shè)計(jì)控制精度高、易于實(shí)現(xiàn)、魯棒性強(qiáng)的控制系統(tǒng)對(duì)于直線電機(jī)的推廣應(yīng)用具有很重要的實(shí)際意義。
　　本文以PMSLM為研究對(duì)象，搭建

2、PMSLM伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并以此為基礎(chǔ)研究了滑?？刂破骷捌涓倪M(jìn)設(shè)計(jì)問題，論文的主要研究工作如下：
　　（1）基于電機(jī)運(yùn)行機(jī)理與磁場定向控制理論，建立PMSLM在d-q系中的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)系統(tǒng)的推力和磁鏈進(jìn)行理論研究。在 PI控制的基礎(chǔ)上，利用MATLAB/SIMULINK搭建 PMSLM伺服系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真研究，結(jié)果表明所建立的PMSLM伺服系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能。
　?。?）針對(duì)變指數(shù)趨近律滑?？刂苹Ｔ鲆鏋榱阆到y(tǒng)穩(wěn)

3、定衰減，微分滑模面噪聲增益放大與滑模固有抖振的問題，提出改進(jìn)趨近律積分滑?？刂品椒ǎˋRLI-SMC），詳細(xì)分析新型變指數(shù)趨近律的設(shè)計(jì)原理，完成改進(jìn)趨近律積分滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)顯示，相比于PI控制與變指數(shù)趨近律滑模控制，該控制器不僅有效避免噪聲增益，而且有效抑制了滑模控制抖振，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)魯棒性，無超調(diào)，快速響應(yīng)控制。
　　（3）設(shè)計(jì)硬件電路，其中，PMSLM伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路重點(diǎn)考慮保護(hù)電路與PMSLM伺服驅(qū)動(dòng)電路的專用開關(guān)電源

4、的設(shè)計(jì)，而 PMSLM伺服系統(tǒng)控制電路，重點(diǎn)考慮關(guān)鍵單元電路的設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)的選取，為系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行提供保障。設(shè)計(jì)軟件程序，本文采用TMS320F2812DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片進(jìn)行PMSLM伺服系統(tǒng)的軟件編程，重點(diǎn)考慮滑?？刂破?、SVPWM與中斷函數(shù)的程序設(shè)計(jì)。
　?。?）搭建PMSLM伺服控制系統(tǒng)平臺(tái)，分別進(jìn)行電流閉環(huán)和速度閉環(huán)實(shí)驗(yàn)。理論分析、仿真研究和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本文所提出的基于 SVPWM和 ARLI-SMC的PMSL