直線電機垂直驅(qū)動系統(tǒng)在數(shù)控珩磨機中的應(yīng)用研究.pdf

1、直線電機由于具有高速響應(yīng)、高精度、高加速、高傳動剛度、高效率、低噪聲、大推力等優(yōu)點而被應(yīng)用于機床傳動，在珩磨機主軸往復運動中采用直線電機驅(qū)動技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓驅(qū)動技術(shù)，可以省去機械與液壓中間傳動環(huán)節(jié)，簡化設(shè)備，提高珩磨機的效率和珩磨質(zhì)量。本文為實現(xiàn)珩磨機主軸的高速高精往復運動，對永磁同步直線電機的控制進行了研究。
　　首先，從永磁同步直線電機(PMLSM)的工作原理出發(fā)，結(jié)合其在珩磨機主軸往復運動中的具體使用條件，建立了永磁同步直線

2、電機的電磁學和動力學數(shù)學模型并對其進行了分析，得出系統(tǒng)參數(shù)攝動、推力波動、負載擾動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的數(shù)學模型，確立了系統(tǒng)的運動控制策略。提出以磁場定向矢量控制和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，通過在速度環(huán)中引入干擾觀測器(DOB)對外部干擾和模型參數(shù)波動進行補償，同時引入加速度和速度前饋補償來提高控制系統(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)計原則，對電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的PID控制器進行了設(shè)計，得到了各環(huán)的數(shù)學模型，并以之為依據(jù)設(shè)計了干擾觀測器和加速度、速度前饋控制器，得到整個控制系統(tǒng)的控制器結(jié)構(gòu)和參數(shù)。
　　最后，利用SIMULINK對本文所提出的控制系統(tǒng)進行了仿真試驗，通過對仿真結(jié)果分析，得出該控制策略有效抑制了干擾帶來的波動，能準確的跟蹤輸入信號并達到很高的穩(wěn)態(tài)精度，能夠?qū)崿F(xiàn)直線電機的高速高精度運動控制，有實際工程應(yīng)用意義。