高精度場(chǎng)合下永磁同步直線電機(jī)控制策略的研究.pdf

1、高精度場(chǎng)合下對(duì)伺服系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、快速響應(yīng)性、穩(wěn)定性等具有較高的要求，傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”的機(jī)械加工結(jié)構(gòu)已經(jīng)越來(lái)越不能滿足這種需求。永磁同步直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，不需要中間傳動(dòng)裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作效率高、定位精度高的特點(diǎn)，因此目前正被廣泛應(yīng)用于高檔精密加工的場(chǎng)合下。
　　本文以雙次級(jí)永磁同步直線電機(jī)為研究對(duì)象，針對(duì)該電機(jī)存在的由固有結(jié)構(gòu)構(gòu)造帶來(lái)的推力波動(dòng)、初始定位較難、控制電路存在外界干擾等問(wèn)題開(kāi)展研

2、究，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)對(duì)直線電機(jī)的電壓、磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行理論分析和推導(dǎo)，找出與直線電機(jī)磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩直接相關(guān)的控制參數(shù)。并且對(duì)直線電機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況做了分析，找出影響推力波動(dòng)的因素。找出并分析了高精度場(chǎng)合下的干擾源問(wèn)題。
　　(2)由于直線電機(jī)控制信號(hào)的直接輸入是由逆變器產(chǎn)生的，而且很多比較經(jīng)典的控制算法前提都是把直線電機(jī)和逆變器看作一個(gè)整體來(lái)研究，因此對(duì)逆變器的工作原理作了研究，并在逆變

3、器的角度提出優(yōu)化直線電機(jī)控制性能的方案。選擇矢量控制方案，對(duì)SVPWM中的兩種形式CLARKE做詳細(xì)的推導(dǎo)，所涉及的參數(shù)由來(lái)也給予明確的描述，對(duì)直線電機(jī)進(jìn)行解耦控制，從而提高控制精度。
　　(3)對(duì)直線電機(jī)初始定位時(shí)采用基于編碼器輸出信號(hào)二分搜索法的初始位置估計(jì)方案，提高了初始定位的精度，從而確保了啟動(dòng)的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。
　　(4)針對(duì)直線電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的外界干擾提出引入改進(jìn)PID算法結(jié)合干擾觀測(cè)器確保其運(yùn)行平穩(wěn)性的方案。