基于直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制研究.pdf

1、本課題的背景來(lái)源是與航天科工集團(tuán)的合作項(xiàng)目，主要研究?jī)?nèi)容是基于直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。導(dǎo)彈導(dǎo)引頭性能評(píng)估是通過(guò)半物理仿真試驗(yàn)完成的。目標(biāo)模擬器作為試驗(yàn)的核心部分，要求驅(qū)動(dòng)元件準(zhǔn)確地跟蹤輸入?yún)⒖夹盘?hào)，帶動(dòng)裝有射頻發(fā)射器的負(fù)載在有效幅面中做幾種形式的運(yùn)動(dòng)，從而完成對(duì)導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)時(shí)所跟蹤的目標(biāo)的動(dòng)態(tài)模擬。其基本要求是精度高、動(dòng)態(tài)特性好。目標(biāo)模擬器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題。
　　對(duì)幅面范圍在3m×3m以下的中小型笛卡

2、爾坐標(biāo)式目標(biāo)模擬器的設(shè)計(jì)問(wèn)題，通常驅(qū)動(dòng)元件會(huì)選用普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)，傳動(dòng)方式采用同步齒形帶的方案進(jìn)行，這種方案的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，造價(jià)低廉。但是，對(duì)本文所討論的幅面范圍在7m×7m左右的大型目標(biāo)模擬器來(lái)講，由于同步齒形帶傳動(dòng)方案的諧振問(wèn)題較嚴(yán)重，因此考慮采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方案。采用永磁直線同步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，省掉了中間的傳動(dòng)環(huán)節(jié)，消除了機(jī)械傳動(dòng)鏈的影響；又因永磁直線同步電動(dòng)機(jī)采用高能永磁體，具有電磁推力強(qiáng)度高、損耗低、電氣時(shí)間常數(shù)小、響應(yīng)快

3、等特點(diǎn)。因此本文選擇永磁直線同步電機(jī)作為笛卡爾坐標(biāo)式目標(biāo)模擬器的驅(qū)動(dòng)元件。
　　本文根據(jù)目標(biāo)模擬器的技術(shù)指標(biāo)，研究系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件為直線電機(jī)的情形，進(jìn)行了電機(jī)的選型，并在此基礎(chǔ)上建立了理想的電機(jī)負(fù)載模型，進(jìn)而以雙十性能指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了傳統(tǒng)的速度、位置雙閉環(huán)控制器的設(shè)計(jì)。然后，考慮到在目標(biāo)模擬器系統(tǒng)中，雙直線電機(jī)傳動(dòng)時(shí)沒(méi)有類(lèi)似于旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)時(shí)的同步軸做機(jī)械同步，主要靠電氣控制實(shí)現(xiàn)同步傳動(dòng)，而且兩臺(tái)電機(jī)的參數(shù)不可能完全一致，作為兩臺(tái)直線