六自由度磁浮電機(jī)建模及控制研究.pdf

1、磁浮平面電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)態(tài)特性好、定位精度高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于光刻機(jī)六自由度運(yùn)動(dòng)控制場合。本文以六自由度動(dòng)磁式磁浮平面電機(jī)為研究對象，在分析磁場的基礎(chǔ)上，建立了磁浮平面電機(jī)在定子磁場中的受力和力矩模型，研究了直接力旋量電機(jī)解耦方法，實(shí)現(xiàn)了磁浮平面電機(jī)的解耦控制。將重復(fù)控制和PID控制相結(jié)合，提高了6-DOF磁浮電機(jī)的控制精度。
　　首先，推導(dǎo)Halbach陣列磁感應(yīng)強(qiáng)度分布，綜合磁場基本方程以及邊界條件，獲得磁感應(yīng)強(qiáng)度分布諧波

2、模型。根據(jù)諧波模型，將單個(gè)線圈進(jìn)行簡化，應(yīng)用洛侖茲力公式，解決了永磁陣列磁場對單線圈的作用力和力矩問題。根據(jù)作用力與反作用力關(guān)系，分析了Halbach永磁陣列作為動(dòng)子時(shí)的受力和力矩分布，為消除力矩干擾提供理論依據(jù)。
　　其次，為了消除 dq0解耦引入的干擾力矩，分析了動(dòng)磁式平面電機(jī)輸入控制電流與輸出的力和力矩之間的耦合關(guān)系。提出了直接力旋量解耦方法，實(shí)現(xiàn)電流與電磁力和力矩的獨(dú)立解耦控制，運(yùn)行穩(wěn)定、效果良好。
　　最后，建立了