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《永磁同步直線電機推力波動分析與抑制策略研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：TP276UDC：密級：學(xué)校代號：11845學(xué)號：2111104091廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)永磁同步直線電機推力波動分析與抑制策略研究陳康平指導(dǎo)教師姓名、職稱：學(xué)科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：學(xué)生所屬學(xué)院：論文答辯日期：ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(MasterofEngineeringScience)ThrustFluctuationAnalysisandSuppressionStrategyinPermanentMagnetLinearSynch
2、ronousMotorcontrollerCandidate：ChenKangpingSupervisor：Prof．ZengYuenanJune2014SchooIofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangdong，P．R．China，510006摘要直線電機將電能直接轉(zhuǎn)換為直線運動，取消了一切中間傳動環(huán)節(jié)(如絲桿、齒輪等)而直接提供直線驅(qū)動。與傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機相比，直線電機由于沒有中間傳動環(huán)節(jié)的限制與擾動，使其具有大推力、高速、高精、速度響應(yīng)快以及在高速情況下能夠精確定位的特點，因此直線電機已經(jīng)開始成為高速高精
3、數(shù)控設(shè)備的主要組成部分。然而直線電機存在推力波動大的缺點，尤其是在低速運行時，推力波動甚至可能引起共振，從而惡化其伺服運行特性(如位置跟蹤精度)，因此，直線電機的推力波動是其運行特性分析與研究的主要內(nèi)容之一。論文以抑制永磁同步直線電機推力波動為核心，對引起永磁同步直線電機推力波動的因素進行了分析，然后針對死區(qū)效應(yīng)和定位力引起的推力波動提出了相應(yīng)補償控制策略，并對其進行了實驗驗證。首先論文在了解和分析永磁同步直線電機結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，分別對永磁同步直線電機的數(shù)學(xué)模型、基于磁場定向的矢量控制策略和空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)進行分析后，構(gòu)建永磁同步直線電機伺服控制系統(tǒng)的三閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。根據(jù)
4、控制結(jié)構(gòu)框圖，在Matlab／Simulink仿真環(huán)境下，搭建了永磁同步直線電機伺服控制系統(tǒng)的仿真模型，仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)控制算法是可行、有效的。其次，對引起永磁同步直線電機推力波動的因素進行分析，確定了紋波擾動和定位力擾動(端部力與齒槽力的合力)是引起永磁同步直線電機推力波動的主要原因。針對紋波擾動，論文從改善逆變器工作性能的角度出發(fā)，提出了基于擾動電壓觀測器的死區(qū)補償算法，仿真結(jié)果表明該方法大幅減少了相電流波形中的諧波含量，同時有效的抑制了零電流箝位現(xiàn)象；針對定位力擾動，論文采用傅里葉曲線擬合法對測量獲得的定位力曲線進行擬合，根據(jù)擬合公式設(shè)計推力電流補償器，同時設(shè)計一個擾動觀測器
5、補償其他擾動所引起的推力脈動，仿真結(jié)果表明該方法是有效的。最后在上述分析的基礎(chǔ)上，建立了以DSPF2812為核心的永磁同步直線電機伺服控制系統(tǒng)軟硬件平臺，對所提出的控制策略進行實驗驗證，實驗結(jié)果表明伺服控制系統(tǒng)設(shè)計方案是可行的、有效的，永磁同步直線電機的推力波動得到有效抑制。關(guān)鍵詞：永磁同步直線電機；推力波動；定位力；死區(qū)效應(yīng)；補償策略ABSTRACTABSTRACTLinearmotorsconvertelectricalenergydirectlyintolinearmotion，eliminatingallintermediatetransmissionlinks(suchas
6、screw，gear,etc．)andprovidedirectlineardrive．Comparedwithconventionalrotarymotors，becauseofnomiddletransmissionlinkslimitationsanddisturbance，thelinearmotorshasalargethrust，highspeed，highprecision，fastresponsespeedandathighspeedtopinpointthecharacteristics，SOthelinearmotorhasstartedtobecomethema
7、incomponentsofhighspeedandhighprecisionCNCequipment．However,thelinearmotorhasadisadvantagewhatthethrustisbigfluctuation，especiallyatlowspeed，thrustfluctuationsmayevencauseresonance，therebyworseningitsservooperatingcharacteristic(s
