基于虛擬儀器的永磁直線同步電機測控系統(tǒng)的研究開發(fā).pdf

1、由于直線電機不需要中間傳動裝置而把電能直接轉化為直線運動動能，因而有功率密度大、速度快、控制精度高等優(yōu)點，目前已被廣泛應用于自動控制領域。本文針對所設計的永磁直線同步電機(Permanent magnet linear synchronous motor，PMLSM)，研究開發(fā)其測試與控制系統(tǒng)。
　　為了方便高效地開發(fā) PMLSM開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，提高控制性能，本文選用了空間矢量脈寬調(diào)制(Space vector pulse w

2、idth modulation，SVPWM)作為基本伺服控制策略。為了驗證該控制策略的可行性和合理性，本文在Matlab/Simulink中建立了PMLSM和SVPWM仿真模型，并結合其它相關模型構建了SVPWM-PMLSM開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型，總結了影響PMLSM控制性能的一般規(guī)律，為開發(fā)實際的永磁直線同步電機測控系統(tǒng)提供了重要的理論依據(jù)。
　　在實際的永磁直線同步電機控制系統(tǒng)開發(fā)過程中，本文創(chuàng)新性地提出利用虛擬儀器(VI

3、)和DAQ設備產(chǎn)生 SVPWM伺服控制信號的控制方案，并實際進行了VI-SVPWM信號源的編程和實現(xiàn)工作。這種基于VI的控制方案相比傳統(tǒng)的基于DSP的控制方案具有獨特的技術優(yōu)勢。利用本文獨立開發(fā)完成的SVPWM信號源，本文成功開發(fā)了一套SVPWM-PMLSM開環(huán)控制系統(tǒng)。
　　為了進一步提高控制精度，本文在開環(huán)控制系統(tǒng)的基礎上，增加相應的測試系統(tǒng)（位移、速度、推力和電流測試系統(tǒng)），開發(fā)了兩套閉環(huán)測控系統(tǒng)。其一為基于位移反饋(PF)

4、的閉環(huán)測控系統(tǒng)，其二為基于磁場定向矢量控制(VC)的閉環(huán)測控系統(tǒng)。文章詳細介紹了這兩套測控系統(tǒng)的開發(fā)流程和軟件開發(fā)方法。
　　最后，為了檢驗所開發(fā)的測控系統(tǒng)的控制性能，本文做了相關的實驗，對基于PF和VC的閉環(huán)測控系統(tǒng)的實驗測試結果進行了詳細地分析和討論。實驗結果驗證了基于虛擬儀器的永磁直線同步電機的測控方案的可行性和實用性。此外，本文還對永磁直線同步電機中的兩個重要性能指標，即定位精度和速度控制的動態(tài)特性，進行了實驗測試及相關分