永磁同步直線電機的驅動與控制策略研究.pdf

1、永磁同步直線電機(PMSLM)相較于旋轉電機，具有高速度、高精度、大推力以及直接驅動等許多優(yōu)點，在半導體制造、高精度數(shù)控機床、印刷設備等許多領域有廣闊的應用前景。但直線電機因其結構特點以及采用“零傳動”的驅動方式，由負載擾動、系統(tǒng)參數(shù)攝動以及定位力擾動等因素形成的推力波動將直接影響其伺服系統(tǒng)低速時的速度平穩(wěn)性以及定位精度，嚴重制約著直線電機廣泛應用于工業(yè)實踐。因此本文從控制角度出發(fā)，對于如何提高直線電機伺服系統(tǒng)的魯棒性問題進行了研究，并

2、進行了實驗驗證。
　　本文首先分析了永磁同步直線電機的基本結構以及工作原理，采用坐標變換思想，在同步旋轉坐標系（dq坐標系）下建立了電機的數(shù)學模型，引入矢量控制理論，分析并確定采用id=0的控制策略，并在此基礎上詳細闡述了電壓空間矢量脈寬調(diào)節(jié)(SVPWM)技術。在由內(nèi)而外地分析了直線伺服系統(tǒng)的三環(huán)控制結構的基礎上，提出了永磁同步直線電機的速度控制策略。在速度控制器設計中，采用滑?！窠?jīng)網(wǎng)絡雙自由度控制器取代傳統(tǒng)單自由度PI控制器，

3、利用滑模控制器的快速性使得系統(tǒng)具有良好的動態(tài)跟蹤性能;采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡控制器作為輸出反饋控制器，對系統(tǒng)參數(shù)攝動以及外在阻力等不確定因素進行有效抑制，削弱滑?？刂埔鸬南到y(tǒng)抖振，以此來提高系統(tǒng)的魯棒性。同時針對永磁同步直線電機定位力引起的推力波動問題，本文提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的推力波動抑制策略，通過設計BP神經(jīng)網(wǎng)絡推力波動觀測器來有效地抑制推力波動問題，以此來削減干擾源，進一步減少系統(tǒng)抖振，改善系統(tǒng)性能。利用仿真軟件Matlab對上