本科生畢業(yè)論文-基于pid的直線電機(jī)位置控制

1、<p><b>　　福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院</b></p><p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題 目： 基于PID的直線電機(jī)位置控制 </p><p>　　姓 名： 博 士 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 211302

2、180 </p><p>　　學(xué) 院： 電氣工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　年 級(jí)： 2013級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)教師： <

3、;/p><p>　　2017年5 月24 日</p><p><b>　　獨(dú)創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在標(biāo)注中說(shuō)明；其他同志對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的啟發(fā)和貢獻(xiàn)均已在謝辭中體現(xiàn)；其它內(nèi)容及成果為本人獨(dú)立完成。特此聲明。</p><p>　　論文作者

4、簽名： 日期： </p><p>　　關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明</p><p>　　本人完全了解福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)院有權(quán)保留送交論文的印刷本、復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱；學(xué)院可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。</p>

5、<p>　　論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： </p><p>　　基于PID的直線電機(jī)位置控制</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在學(xué)習(xí)直線電機(jī)的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)越老越傳統(tǒng)的直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般都是采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)中間的轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的，但是這些系統(tǒng)不

6、是一個(gè)統(tǒng)一體，中間往往存在一些轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，就像能量傳遞一樣會(huì)流失，這樣使得系統(tǒng)會(huì)存在效率變低，精度不夠的情況。而直線電機(jī)是不需要中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的，所以不存在像傳遞能量一樣的流失，可以直接將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。所以精度高，結(jié)構(gòu)輕盈簡(jiǎn)單響應(yīng)快速度快是它的特點(diǎn)。直線電機(jī)所具備的優(yōu)點(diǎn)不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的缺陷，還具備了一些傳統(tǒng)電機(jī)所無(wú)法達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)，使得直線電機(jī)越發(fā)得到重視，為其發(fā)展開(kāi)辟了一條新道路。但是，又因?yàn)樗?jiǎn)單輕盈，所以它內(nèi)部還是相對(duì)簡(jiǎn)單的，

7、于是就沒(méi)有中間緩沖過(guò)程，一些參數(shù)的抖動(dòng)，還有負(fù)載擾動(dòng)等一些不確定因素對(duì)直線電機(jī)的影響很敏感，就一點(diǎn)點(diǎn)變化就會(huì)對(duì)控制器帶來(lái)一定的麻煩。最開(kāi)始的PID控制器使用方便，結(jié)果簡(jiǎn)單易懂，使用方法操作簡(jiǎn)單導(dǎo)致它能在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　通過(guò)對(duì)PID控制器參數(shù)的不斷整定與改善，最終在Matlab仿真中能對(duì)直線電機(jī)位置進(jìn)行精確，快速的控制。最后將PID參數(shù)放在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所搭建的直線電機(jī)

8、仿真模型是準(zhǔn)確有效的，所設(shè)計(jì)的控制器是可靠和精確的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：直線電機(jī)，位置控制，PID控制器，Matlab仿真</p><p>　　The position control of the linear motor based on PID</p><p><b>　　Abstract</b></p><

9、p>　　In the study of the linear motor, we will find that the older the traditional linear drive system are generally adopts rotating motor through the middle of the converted into linear motion, but not a continuum of

10、these systems, there are often some transformation among agencies, like the energy transfer will be lost, so that the system will exist lower efficiency, accuracy is not enough.And linear motor is does not require interm

11、ediate conversion mechanism, so there is no like energy loss, can d</p><p>　　Based on the PID controller parameter setting and improve constantly, finally in the Matlab simulation of linear motor position ac

12、curately, fast control.Finally put the PID parameters on the experiment platform, the experimental results show that the simulation model is set up by the linear motor is accurate, effective and the designed controller i

13、s reliable and accurate.</p><p>　　Key words: linear motor, position control, PID controller, Matlab simulation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b>

14、;</p><p>　　1.1 課題研究的目的與意義1</p><p>　　1.2 直線電機(jī)的發(fā)展歷程1</p><p>　　1.3 直線電機(jī)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.1 直線電機(jī)在國(guó)外的研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.2 直線電機(jī)在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀2</p>&l

15、t;p>　　1.4 直線電機(jī)的控制策略2</p><p>　　1.5 論文的主要工作內(nèi)容3</p><p>　　第2章 直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理5</p><p>　　2.1 直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)5</p><p>　　2.2 直線電機(jī)的工作原理5</p><p>　　2.3 本章小結(jié)6</p>

16、<p>　　第3章 直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及性能分析7</p><p>　　3.1 直線電機(jī)矢量控制的坐標(biāo)變換7</p><p>　　3.1.1 坐標(biāo)系7</p><p>　　3.1.2 Clark變換原理7</p><p>　　3.1.3 Park變換原理9</p><p>　　3.2 永磁同步直

17、線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型搭建10</p><p>　　3.2.1 永磁同步直線電機(jī)在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)描述10</p><p>　　3.2.2 永磁同步直線電機(jī)在Matlab的仿真圖12</p><p>　　3.3 脈沖寬度調(diào)制模塊12</p><p>　　3.4 本章小結(jié)13</p><p>　　第4章 基于PI

18、D控制器的直線電機(jī)位置控制14</p><p>　　4.1 采用雙閉環(huán)的直線電機(jī)控制模塊14</p><p>　　4.2 永磁同步直線電機(jī)的控制器設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.2.1 電流環(huán)控制器的設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.2.2 位置環(huán)控制器的設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.3 永磁同步直線電

19、機(jī)的擾動(dòng)分析17</p><p>　　4.4 永磁同步直線電機(jī)的性能分析18</p><p>　　4.5 本章小結(jié)20</p><p>　　第5章 永磁同步直線電機(jī)位置控制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析22</p><p>　　5.1 直線電機(jī)在Matlab仿真下的位置控制結(jié)果分析22</p><p>　　5.2 直線電機(jī)在

20、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下的位置控制結(jié)構(gòu)分析23</p><p>　　5.3 本章小結(jié)25</p><p><b>　　總結(jié)與展望27</b></p><p><b>　　研究工作總結(jié)27</b></p><p><b>　　研究特色27</b></p><p&g

21、t;<b>　　研究展望27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　謝辭30</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的目的與意義</p>

22、;<p>　　現(xiàn)代人的工作、旅行和學(xué)習(xí)等方面都離不開(kāi)電機(jī)，而讓電機(jī)工作的更加精準(zhǔn)就尤為重要了，PID的直線電機(jī)位置控制可以讓你更了解電機(jī)，掌握電機(jī)的系統(tǒng)性能。對(duì)生活生產(chǎn)和人們的工作效率可以有有效的提高。在生活中有廣泛的應(yīng)用，用電機(jī)來(lái)代替人力，大大加強(qiáng)了人們的生活質(zhì)量。</p><p>　　現(xiàn)代發(fā)展實(shí)在是快，電機(jī)作為工業(yè)發(fā)展的小心臟，在每個(gè)領(lǐng)域都能發(fā)光發(fā)亮，是發(fā)展的基礎(chǔ)。電機(jī)性能的好壞,不僅直接影響著

23、生產(chǎn)效率，而且對(duì)于能源的消耗，工業(yè)化水平有著關(guān)鍵作用。現(xiàn)在機(jī)器越來(lái)越復(fù)雜，電機(jī)相對(duì)也復(fù)雜起來(lái)了，越復(fù)雜的機(jī)器，我們需要的電機(jī)性能要求就越高，所以才有了PID控制。在過(guò)去乃至現(xiàn)在，傳承的旋轉(zhuǎn)電機(jī)在工業(yè)的傳動(dòng)過(guò)程中起著主導(dǎo)的作用。然而，由于傳統(tǒng)的方式需要連軸器、絲杠，會(huì)造成整體系統(tǒng)剛性不夠等嚴(yán)重后果，這會(huì)使得電機(jī)的伺服性能變差，不能滿足當(dāng)前工業(yè)的生產(chǎn)要求[1]。采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)沒(méi)有了中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的限制，相當(dāng)于從電機(jī)到工作平臺(tái)之間形成了“零傳

24、動(dòng)”。</p><p>　　如果直線電機(jī)在每個(gè)領(lǐng)域都被用到，那么將直接推動(dòng)人類在制造加工業(yè)的發(fā)展，在提高效率的同時(shí)做到節(jié)能環(huán)保。因此，本文的研究將有助于推動(dòng)我國(guó)在直線電機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展，從而產(chǎn)生更高效的效率，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，給人們省了很多工作時(shí)間。</p><p>　　1.2 直線電機(jī)的發(fā)展歷程</p><p>　　國(guó)外基于直線電機(jī)的數(shù)控機(jī)床發(fā)展比較成熟的是日本。日本的S

25、ODICK 公司于 1996 年將直線電機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電火花成型機(jī)中，并于 1999 年投放市場(chǎng)。在第 19 屆 JIMTOF 上，豐田工機(jī)、松浦機(jī)械制作所等公司展示8臺(tái)采用直線電機(jī)作為傳動(dòng)裝置的機(jī)床。1832年第一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)在世間被發(fā)明出來(lái)，僅僅過(guò)了8年，英國(guó)的科學(xué)家惠斯登(Wheatstone)開(kāi)始提出了直線電機(jī)的雛形。</p><p>　　1.3 直線電機(jī)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀</p><p&

26、gt;　　國(guó)內(nèi)對(duì)電機(jī)伺服系統(tǒng)的研究還停留在學(xué)習(xí)階段，這段路還很漫長(zhǎng)，除了工業(yè)上的應(yīng)用，直線伺服系統(tǒng)還用于高精度平面繪圖儀。我國(guó)在上世紀(jì)80 年代就研制出了采用平面直線步進(jìn)電機(jī)的高精度繪圖儀。</p><p>　　1943 年至 1956 年，是人工智能的誕生期，在這個(gè)時(shí)期，人們處于對(duì)其的摸索階段；1956年至1960年，人工智能得到了發(fā)展，開(kāi)始出現(xiàn)一些初始的理論架構(gòu)；20世紀(jì)60年代至20世紀(jì)70年代，出現(xiàn)一些更

27、復(fù)雜的理論，由于理論的出現(xiàn)，人們對(duì)于人工智能的認(rèn)識(shí)變得稍微明確。</p><p>　　1.3.1 直線電機(jī)在國(guó)外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　最近幾年來(lái)，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)直線電機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)配套研究日漸成熟，并且在工業(yè)設(shè)備、交通運(yùn)輸、物流自動(dòng)化等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。國(guó)外對(duì)于直線電機(jī)的研究會(huì)早于我們，所以發(fā)展相對(duì)于我們也會(huì)快些，像在機(jī)床方面，日本的機(jī)床研究在96年就開(kāi)始了，把直線電機(jī)用在非常精

28、密的數(shù)控機(jī)床上。美國(guó)相對(duì)于其他國(guó)家算是比較厲害的了，他們會(huì)用電機(jī)去加工太空鏡的鏡片，那個(gè)加工要十分的精細(xì)，對(duì)于精度的要求可想而知，所以我們大學(xué)生還是要多加學(xué)習(xí)，這樣科研的腳步才能趕得上別人。</p><p>　　1.3.2 直線電機(jī)在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀</p><p>　　我們國(guó)內(nèi)的研究起步就比別人晚了，相對(duì)于其他國(guó)家來(lái)說(shuō)我們的電機(jī)也不穩(wěn)定，要到1970年才發(fā)展起來(lái)。然而20世紀(jì)80年代前期發(fā)

29、展出現(xiàn)了瓶頸，80年代后期至今由于教育水平上去了，所以又開(kāi)始發(fā)展。國(guó)內(nèi)直線電機(jī)被應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，比如電子，電工，機(jī)械，醫(yī)藥流水線，還有數(shù)控機(jī)床，每個(gè)地方發(fā)展都差不多但還不成熟，還需要像我們這樣的大學(xué)生去創(chuàng)造更好的</p><p>　　1.4 直線電機(jī)的控制策略</p><p>　　對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，需要很強(qiáng)的抗干擾能力。在保證其穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，又要有快速響應(yīng)的特性，使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的魯棒性

30、。所以對(duì)于直線電機(jī)要有良好的伺服性能，就需要有一個(gè)好的控制策略來(lái)控制直線電機(jī)[17-18]。</p><p>　　為了更方便理解PID控制器的原理，下面舉例出PID控制模塊，其典型的PID控制模塊原理框圖如圖1-1所示：</p><p>　　圖1-1 典型PID控制結(jié)構(gòu)</p><p>　　在圖1-1中，系統(tǒng)的偏差信號(hào)為 。在PID控制器的調(diào)節(jié)作用下，分別對(duì)被控對(duì)象

31、進(jìn)行比例、積分、微分控制，其結(jié)果的加權(quán)得到系統(tǒng)的控制信號(hào)，所以控制器的輸出u與輸入偏差信號(hào)e之間的關(guān)系如下： </p><p>　　(1-1) </p><p>　　其中為比例增益，為積分增益，為微分增

32、益。</p><p>　　1.5 論文的主要工作內(nèi)容</p><p>　　認(rèn)識(shí)直線電機(jī)的工作原理是第一步，這樣才能構(gòu)建出永磁同步直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，這樣電機(jī)性能才能浮出水面。然后利用電機(jī)的數(shù)學(xué)模型在Matlab平臺(tái)上搭建了電機(jī)仿真圖，接著結(jié)合PID控制器，搭建了一個(gè)完整的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而對(duì)其位置進(jìn)行跟蹤控制。本文主要是在Matlab平臺(tái)上對(duì)電機(jī)的位置控制進(jìn)行仿真，然后結(jié)合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)加以驗(yàn)

33、證。作為大學(xué)畢業(yè)生，不應(yīng)只停留在表面，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上做出來(lái)的東西和仿真是有誤差的，我們應(yīng)把誤差減到最少，這樣作出來(lái)的實(shí)驗(yàn)才準(zhǔn)確可靠。</p><p>　　第2章 直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　2.1 直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　隨著人們不斷發(fā)現(xiàn)新的材料，而且人們的科學(xué)技術(shù)水平提高對(duì)各大領(lǐng)域?qū)τ来胖本€電機(jī)的性能要求也要求更高。但目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)永磁

34、同步電機(jī)的直接推力的研究還較為欠缺，還有因?yàn)槠湓靸r(jià)高，控制難度大，在一些工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中還有待提升其性能[20-22]。</p><p>　　圖2-1 直線電機(jī)原理框圖</p><p>　　圖2-2 短初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)直線電機(jī)</p><p>　　2.2 直線電機(jī)的工作原理</p><p>　　講道理直線電機(jī)在原理上和旋轉(zhuǎn)電機(jī)有異曲同工之處，誰(shuí)讓他是

35、旋轉(zhuǎn)電機(jī)演變的。如圖2-6所示，在這臺(tái)直線電機(jī)的三相繞組通入三相對(duì)稱的正弦交流電，那么電機(jī)會(huì)產(chǎn)生氣隙磁，當(dāng)三相電流隨時(shí)間變化時(shí)，氣隙磁場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)相似也會(huì)按A、B、C相序沿直線移動(dòng)。假設(shè)次級(jí)的速度為v，轉(zhuǎn)差率為s，則：</p><p>　　(2-1) </p><p>　　其中，在直線電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，。&

36、lt;/p><p>　　圖2-6 直線電機(jī)的基本工作原理</p><p>　　初級(jí) 2-次級(jí) 3-行波磁場(chǎng)</p><p><b>　　2.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章分析了直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，可以發(fā)現(xiàn)直線電機(jī)結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)結(jié)構(gòu)有異曲同工之處，而且原理上也相似。因此在對(duì)直線電機(jī)的分析應(yīng)用時(shí)，可以仿照旋

37、轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行，可以更加方便的掌握直線電機(jī)。通過(guò)對(duì)比你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多東西，不要害怕麻煩，面對(duì)兩種電機(jī)我們要舉一反三，通過(guò)自己去專研，會(huì)發(fā)現(xiàn)很多東西原理還是相似的，只是有時(shí)候自己少了一雙去發(fā)現(xiàn)的眼睛，就像直線電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)兩者就像表兄弟，弄懂一個(gè)，那么弄懂另一個(gè)就比較簡(jiǎn)單了。</p><p>　　第3章 直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及性能分析</p><p>　　3.1 直線電機(jī)矢量控制的坐標(biāo)變換</p

38、><p><b>　　3.1.1 坐標(biāo)系</b></p><p>　　矢量控制的的坐標(biāo)系可分為三類：三相定子坐標(biāo)系、兩相定子坐標(biāo)、兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系系。其中，兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系屬于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系[23-26]。</p><p>　　3.1.2 Clark變換原理</p><p>　　Clark變換原理是指將三相繞組A、B、C向兩相繞組α

39、、β變換，如圖3-1所示。每坐標(biāo)系之間互相變換的原則要根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)來(lái)，所以我們會(huì)得到：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p><b>　　(3-2)</b></p><p><b>　　寫成矩陣的形式可得</b></p><p><b>　　(

40、3-3) </b></p><p><b>　　得到匝數(shù)比為：</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　利用約束條件,可將(3-3)擴(kuò)展為</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>

41、　　同理Clark逆變換可寫為</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　圖3-1 三相定子坐標(biāo)系向兩相定子坐標(biāo)系變換原理圖</p><p>　　3.1.3 Park變換原理</p><p>　　兩相靜止坐標(biāo)系α-β向兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q變換那就是Park的變換原理，如圖3-2所示。所以得到：&

42、lt;/p><p><b>　　(3-7)</b></p><p><b>　　(3-8)</b></p><p><b>　　寫成矩陣的形式可得</b></p><p><b>　　(3-9)</b></p><p>　　同理Park

43、逆變換可寫為</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　圖3-2 兩相靜止坐標(biāo)系向兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系變換原理圖</p><p>　　3.2 永磁同步直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型搭建</p><p>　　3.2.1 永磁同步直線電機(jī)在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)描述</p><p>　　通過(guò)這

44、段時(shí)間對(duì)于電機(jī)的學(xué)習(xí)，我發(fā)現(xiàn)永磁同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)跟永磁同步直線電機(jī)之間有異曲同工之處。我們?cè)诖罱〝?shù)學(xué)模型的時(shí)候，那就可以將直線位移和直線電機(jī)的移動(dòng)速度分別同旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和角位移一個(gè)一個(gè)的去對(duì)應(yīng)，分析電機(jī)的物理量對(duì)應(yīng)到旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，這樣他的數(shù)學(xué)模型就差不多了。正正好永磁同步直線電機(jī)也具有這樣的特性，為了方便我們討論分析，于是我們可以做出了以下的猜想：</p><p>　　(1)不計(jì)渦流及磁滯損耗；</p>

45、<p>　　(2)忽略鐵心磁路飽和；</p><p>　　(3)假設(shè)行波磁場(chǎng)是按正弦波形分布的。</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)電流的解耦，將電流分解成了勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流，由于永磁電機(jī)的勵(lì)磁磁場(chǎng)是由永磁體產(chǎn)生，不需要?jiǎng)?lì)磁電流，所以可以令=0。因此，整個(gè)電機(jī)可以簡(jiǎn)化為通過(guò)對(duì)的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的控制[27-28]。所以可以得到方程如下</p><p&

46、gt;<b>　　(3-11)</b></p><p>　　(3-12) </p><p><b>　　(3-13)</b></p><p><b>　　(3-14)</b></p><p>　　根據(jù)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)系，電磁推力可表示為</p><p&

47、gt;<b>　　(3-15) </b></p><p>　　根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，動(dòng)子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程可表示為</p><p><b>　　(3-16)</b></p><p>　　其中的電磁推力常數(shù)為</p><p><b>　　(3-17)</b></p><

48、;p><b>　　(3-18) </b></p><p><b>　　(3-19)</b></p><p>　　部分電機(jī)參數(shù)數(shù)值如表：</p><p>　　表3-1 直線電機(jī)參數(shù)</p><p>　　3.2.2 永磁同步直線電機(jī)在Matlab的仿真圖</p><p>

49、　　根據(jù)式(3-11)~(3-19),可以在Matlab上畫出d-q軸坐標(biāo)系下的仿真圖形，如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 永磁同步直線電機(jī)在d-q坐標(biāo)系的仿真</p><p>　　3.3 脈沖寬度調(diào)制模塊</p><p>　　這時(shí)候我們會(huì)用到脈沖寬度調(diào)制模塊，他是一種控制方式用于模擬電路進(jìn)行有效控制的一種手段，PWM的理論基礎(chǔ)是將窄脈沖加到具有慣性環(huán)

50、節(jié)上的。然而，空間矢量脈沖寬度調(diào)制相比于正弦脈沖寬度調(diào)制具有更好的控制效果，它能直接生成三相PWM波，計(jì)算更加方便，能獲得較低的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，控制效率更高，而且電壓和電流的諧波畸變也更低[29]。</p><p>　　脈沖寬度調(diào)制的仿真圖如圖3-4所示，經(jīng)SVPWM輸出的控制量，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換來(lái)控制逆變器中IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷，達(dá)到改變電壓，控制電流的效果。</p><p>　　圖3-4 脈沖寬

51、度調(diào)制模塊的仿真</p><p><b>　　3.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了直線電機(jī)的坐標(biāo)變換，并在Matlab在畫出永磁同步直線電機(jī)仿真圖?？梢园l(fā)現(xiàn)直線電機(jī)是一個(gè)多變量，非線性，強(qiáng)耦合性的復(fù)雜系統(tǒng)。最后介紹了脈沖寬度調(diào)制模塊作為直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊。進(jìn)入仿真真的遇到了很多困難，想要把每個(gè)模塊弄懂，并且還要把每個(gè)模塊串聯(lián)起來(lái)，不關(guān)關(guān)是吸收消化一

52、個(gè)知識(shí)點(diǎn)那么簡(jiǎn)單，先搞懂了各個(gè)模塊的組成，然后把這些模塊拼接在一起才是真正要攻克的難題，還好在老師的指導(dǎo)下，我發(fā)現(xiàn)每個(gè)模塊存在的聯(lián)系才把仿真圖做出來(lái)，每個(gè)模塊都像是身體的器官，沒(méi)有一個(gè)都不行，就像最基本的輸出輸入，就看你怎么去學(xué)，怎么去做了。</p><p>　　第4章 基于PID控制器的直線電機(jī)位置控制</p><p>　　在前一章，利用直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，畫出了其電機(jī)的仿真圖和脈沖寬度

53、調(diào)制的仿真圖，在本章要實(shí)現(xiàn)電機(jī)位置的精準(zhǔn)控制。</p><p>　　4.1 采用雙閉環(huán)的直線電機(jī)控制模塊</p><p>　　圖4-1 直線電機(jī)位置控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　根據(jù)圖4-1可以看成，系統(tǒng)由內(nèi)到外分別是電流環(huán)和位置環(huán)，其中的電流控制器和位置控制器分別設(shè)計(jì)。電流環(huán)可以將比較得出來(lái)的誤差經(jīng)過(guò)控制器及時(shí)的除去，然后使電機(jī)電流保持在一個(gè)比較好的狀態(tài)。他能

54、相應(yīng)的根據(jù)位置環(huán)所傳送來(lái)的電流值去調(diào)節(jié)整個(gè)電樞電流值，確保電流穩(wěn)定。它能及時(shí)將產(chǎn)生的位移信號(hào)及時(shí)的傳送回去，與給定的位置進(jìn)行比較，然后通過(guò)位置控制器及時(shí)的消除誤差，使得直線電機(jī)的位置能得到精確的跟蹤。</p><p>　　根據(jù)直線電機(jī)位置控制的系統(tǒng)框圖，在Matlab上畫出雙閉環(huán)控制的直線電機(jī)系統(tǒng)仿真圖形，如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 雙閉環(huán)控制的直線電機(jī)系統(tǒng)仿真<

55、/p><p>　　4.2 永磁同步直線電機(jī)的控制器設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 電流環(huán)控制器的設(shè)計(jì)</p><p>　　如果要設(shè)計(jì)電流環(huán)，第一點(diǎn)我們要搞懂電流是內(nèi)環(huán)還是外環(huán)，因?yàn)樗芴岣呦到y(tǒng)的調(diào)節(jié)速度，所以我們一般采用PI控制去設(shè)計(jì)這個(gè)東西。P增大響應(yīng)速度就變快，誤差就減小，但是振蕩會(huì)加劇，所以我們還要添加個(gè)積分控制，讓誤差更小甚至完全消除。</p>

56、<p>　　對(duì)于電流環(huán)控制器參數(shù)的整定，可以將內(nèi)環(huán)單獨(dú)拿出來(lái)計(jì)算，為了方便計(jì)算，將電流環(huán)簡(jiǎn)化，因此d、q軸上的電流環(huán)的傳遞函數(shù)框圖如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 d、q軸上的電流環(huán)的傳遞函數(shù)框圖</p><p>　　可以得到閉環(huán)傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　(4-1)</b></p><

57、;p>　　很明顯，這是一個(gè)二階系統(tǒng)，根據(jù)自動(dòng)控制原理的知識(shí)，我們可以令：</p><p><b>　　(4-2)</b></p><p><b>　　(4-3)</b></p><p>　　所以取=0.78。將數(shù)值帶入式(4-2)和(4-3)，可算出=2000，=1.78，=8200。將這些參數(shù)放到Matlab仿真中

58、，可以得到理想的跟蹤效果。</p><p>　　4.2.2 位置環(huán)控制器的設(shè)計(jì)</p><p>　　位置環(huán)作為外環(huán)，是系統(tǒng)的主控環(huán)節(jié)，能對(duì)直線電機(jī)的做到快速，精確的跟蹤。之所以增加一個(gè)微分環(huán)節(jié)是因?yàn)榭紤]到，位置控制是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，如果位置的變化速度太快的話會(huì)造成位置偏差變化很大，這時(shí)PI控制器所起的作用就不是很大，而且快速變化的位置偏差就會(huì)造成較大的偏差，這必然會(huì)使控制

59、精度下降，不能做到對(duì)位置的精確跟蹤。在對(duì)于位置環(huán)控制器參數(shù)進(jìn)行整定時(shí)，考慮到之前對(duì)電流環(huán)的控制達(dá)到理想的跟蹤效果，為了方便計(jì)算，將電流環(huán)看成一個(gè)數(shù)值為1的模塊。</p><p>　　圖4-4 d、q軸上的位置環(huán)的傳遞函數(shù)框圖</p><p>　　可以得到閉環(huán)傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　(4-4)</b></p><

60、;p><b>　　其中，極點(diǎn)方程</b></p><p><b>　　(4-5) </b></p><p>　　很明顯，這是一個(gè)三階系統(tǒng)，所以我利用極點(diǎn)配置的方法來(lái)對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。要使系統(tǒng)穩(wěn)定，閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)必須位移S的左半平面，所以取三個(gè)期望的極點(diǎn)=-2+j, =-2-j, =-10。所以可以構(gòu)成期望極點(diǎn)的方程式</p&g

61、t;<p><b>　　(4-6)</b></p><p>　　將與一一對(duì)應(yīng)，可以計(jì)算出=2.1，=2.3，=0.68?？梢园l(fā)現(xiàn)微分系數(shù)的數(shù)值太小，起不了提前控制的作用，經(jīng)過(guò)仿真試驗(yàn)的不斷整定，最后取=90，可以達(dá)到理想的位置跟蹤。</p><p>　　4.3 永磁同步直線電機(jī)的擾動(dòng)分析</p><p>　　假設(shè)直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流

62、是理想的正弦波形，同時(shí)定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)滿足正交關(guān)系，則直線電機(jī)可以保持良好的靜態(tài)特性。然而在實(shí)際的電機(jī)應(yīng)用時(shí)，總是存在著各種擾動(dòng)，對(duì)電機(jī)性能造成了一定的影響，所以只有認(rèn)真分析直線電機(jī)所存在的各種擾動(dòng)，并采取措施去消除這些擾動(dòng)，才能保證電機(jī)性能滿足要求。在此，這里對(duì)直線電機(jī)的一些主要干擾作出分析。</p><p><b>　　(1)摩擦力擾動(dòng)</b></p><p>

63、　　摩擦力有兩種：滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力。在電機(jī)伺服系統(tǒng)中，如果摩擦力擾動(dòng)沒(méi)有被及時(shí)的消除，有可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成損壞，還會(huì)讓系統(tǒng)的性能變差，給直線電機(jī)帶來(lái)不好的影響，摩檫力擾動(dòng)很不好。</p><p><b>　　(2)負(fù)載擾動(dòng)</b></p><p>　　一般，我們將電機(jī)運(yùn)行時(shí)視為拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)，同樣，直線電機(jī)的運(yùn)行也可以視為沒(méi)有中間環(huán)節(jié)的直接拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行。要考慮到負(fù)載擾

64、動(dòng)，并采取一定措施來(lái)消除它，這樣電機(jī)才有更好的伺服性能。</p><p><b>　　(3)紋波推力擾動(dòng)</b></p><p>　　為了保持直線電機(jī)良好的特性，需要直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流是正弦波形。然而直線電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，一方面是由于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源通過(guò)脈沖寬度調(diào)制后得到只是近似的正弦波，而且還包括一些諧波擾動(dòng)。另一方面，由于直線電機(jī)自身的結(jié)構(gòu)和制造工藝，使其并非是正弦

65、波形。</p><p>　　4.4 永磁同步直線電機(jī)的性能分析</p><p>　　為了對(duì)直線電機(jī)能更進(jìn)一步的了解，需要對(duì)直線電機(jī)的性能進(jìn)行分析，但是永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，直接進(jìn)行性能分析是非常困難的，所以將永磁同步直線電機(jī)數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)化成如圖4-5所示</p><p>　　圖4-5 永磁同步直線電機(jī)的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型</p><p>　　根

66、據(jù)圖4-5可知，永磁同步電機(jī)的位置與電流的關(guān)系為</p><p><b>　　(4-7)</b></p><p>　　這是一個(gè)典型的二階系統(tǒng)，設(shè)參數(shù)=41N/A, M=0.13N/s/V, B=5.30N/V。在不考慮擾動(dòng)的情況下，系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)可寫為</p><p>　　(4-8) </p>&l

67、t;p>　　根據(jù)式(4-8)，可以在Matlab上畫出系統(tǒng)的閉環(huán)階躍響應(yīng)圖和Bode圖[30]，如圖4-6和圖4-7所示。</p><p>　　在Matlab的命令窗口輸入以下這些語(yǔ)句，便可得到圖形。</p><p><b>　　num=41;</b></p><p>　　den=[0.1254,5.2982,0];</p>

68、<p>　　Gk=tf(num,den);</p><p>　　Gb=feedback(Gk,1);</p><p>　　t=0:0.1:2;</p><p>　　figure(2);step(Gb,t);grid</p><p>　　figure(1);bode(Gk);grid</p><p>　　圖4

69、-6 系統(tǒng)階躍響應(yīng)圖</p><p>　　圖4-7 系統(tǒng)Bode圖</p><p>　　由階躍響應(yīng)圖和Bode圖可以看出，這是一個(gè)無(wú)超調(diào)，調(diào)節(jié)時(shí)間t=0.7s的過(guò)阻尼系統(tǒng)。在Matlab命令窗口輸入</p><p>　　[gm,pm,wgm,wpm]=margin(Gk)</p><p><b>　　可以得到：</b>&

70、lt;/p><p>　　幅值裕度Gm = Inf，相角裕度Pm = 79.7834，穿越頻率Wgm =Inf，截止Wpm =7.6147。</p><p>　　可以知道系統(tǒng)的閉環(huán)相角裕度為Pm = 79.7834，幅值裕度趨于無(wú)窮，因此該系統(tǒng)閉環(huán)是穩(wěn)定的，但是它是一個(gè)過(guò)阻尼系統(tǒng)，響應(yīng)時(shí)間慢，在設(shè)計(jì)控制器的時(shí)候要考慮到這一點(diǎn)。</p><p><b>　　4.5

71、 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章采取的PID控制，經(jīng)過(guò)對(duì)控制參數(shù)的整定與改善，得出一組能精確，快速跟蹤位置的數(shù)據(jù)。接著對(duì)直線電機(jī)的擾動(dòng)做了一定的分析，方面針對(duì)其擾動(dòng)提出相應(yīng)的補(bǔ)償措施，以獲得良好的控制效果。最后分析了直線電機(jī)的性能，知道了這是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)，但是是過(guò)阻尼系統(tǒng)，調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，因此需要采取相應(yīng)措施來(lái)改善直線電機(jī)性能。知道了PID控制是往往不夠的，學(xué)習(xí)理論知識(shí)是為了更好的實(shí)踐，對(duì)

72、于學(xué)術(shù)的研究不能感到滿意，我們應(yīng)該更加的渴望，對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還是比較驚訝的，原來(lái)理論和實(shí)際相差還是很多的，我們很多東西都是去假設(shè)，因?yàn)楝F(xiàn)在會(huì)有太多的因素去影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果了。所以我們應(yīng)該更多的去學(xué)習(xí)，這樣得出任何的結(jié)果你都能去分析，得到不滿意的結(jié)果你能去解決。</p><p>　　第5章 永磁同步直線電機(jī)位置控制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析</p><p>　　本章從永磁同步直線電機(jī)位置控制的Matlab仿真

73、實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)入手，加以證明所建立直線電機(jī)模型的正確性和能有效，快速，精確進(jìn)行位置跟蹤的可行性。</p><p>　　5.1 直線電機(jī)在Matlab仿真下的位置控制結(jié)果分析</p><p>　　將圖4-2的直線電機(jī)系統(tǒng)仿真圖形進(jìn)行仿真，假設(shè)我們給定的位置曲線如圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 給定直線電機(jī)位置曲線</p><p

74、>　　經(jīng)過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得到實(shí)際跟蹤的直線電機(jī)位置曲線如圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2 實(shí)際跟蹤的直線電機(jī)位置曲線</p><p>　　根據(jù)圖中我們可以得到，設(shè)計(jì)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)是有效果的并且快速的，精確地對(duì)永磁同步直線電機(jī)進(jìn)行了位置跟蹤。在直線電機(jī)進(jìn)行移動(dòng)過(guò)程時(shí)還是明顯存在微小的抖振，但是整體來(lái)看，在仿真實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是非常理想的。直線電機(jī)電流，速度，位置關(guān)系的曲線圖如

75、圖5-3所示。</p><p>　　圖5-3 直線電機(jī)電流，速度，位置關(guān)系的曲線圖</p><p>　　根據(jù)圖5-3所示，直線電機(jī)在啟動(dòng)還有速度在電機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，電流會(huì)產(chǎn)生明顯的尖峰，所以我們需要電流保護(hù)。電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)有比較好發(fā)現(xiàn)的振動(dòng)，但是電機(jī)整體運(yùn)行的感覺(jué)是很平穩(wěn)的。這可以反應(yīng)出所設(shè)計(jì)的控制器完全能實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的快速精確跟蹤。</p><p>　　5.2 直線電機(jī)

76、在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下的位置控制結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)了控制器的正確性，就可以在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行對(duì)永磁同步直線電機(jī)位置控制的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖5-4所示。</p><p>　　圖5-4 永磁同步直線電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)</p><p>　　在實(shí)驗(yàn)前，必須要查閱相關(guān)的直線電機(jī)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)進(jìn)行操作，保證人身和實(shí)驗(yàn)體安全。根據(jù)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)的指導(dǎo)，對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

77、的操作軟件EasyMotionStudio可以在實(shí)驗(yàn)前對(duì)輸入的電流控制器參數(shù)和位置控制器參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)自己把仿真數(shù)據(jù)帶進(jìn)去的時(shí)候，得到位置控制的結(jié)構(gòu)基本是符合要求的，但還是有輕微的抖動(dòng)和偏離。這是因?yàn)樵陔姍C(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，難免會(huì)受到外界環(huán)境干擾、電機(jī)老化、摩擦阻力、紋波推力等不確定因素的干擾。這時(shí)就需要把數(shù)據(jù)進(jìn)行輕微的調(diào)節(jié)，直到完全符合要求為止，這時(shí)可以得到實(shí)際直線電機(jī)位置跟蹤圖形如圖5-5所示。</p><

78、p>　　圖5-5 實(shí)際直線電機(jī)位置跟蹤圖形</p><p>　　其部分放大圖形如圖5-6所示。</p><p>　　圖5-6 實(shí)際位置跟蹤曲線部分放大圖形</p><p>　　從實(shí)際位置跟蹤曲線部分放大圖形可以看出，直線電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中存在著微小的超調(diào)，但很快就能完全跟蹤。</p><p>　　直線電機(jī)實(shí)際的電流與速度變化曲線如圖5-7

79、所示。</p><p>　　圖5-7 直線電機(jī)實(shí)際的電流與速度變化曲線</p><p>　　根據(jù)圖5-7可以看成，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的直線電機(jī)的電流與速度變化曲線基本上和仿真實(shí)驗(yàn)的電流與速度變化曲線是相同的，因此，可以證實(shí)所建立的永磁同步直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及仿真圖形是準(zhǔn)確的，所設(shè)計(jì)的雙閉環(huán)控制器可以快速，精確的對(duì)位置進(jìn)行控制。</p><p><b>　　5.3

80、本章小結(jié)</b></p><p>　　本章是通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較分析，發(fā)現(xiàn)兩者的結(jié)果是基本上相似的，雖然之間存在著偏差，這是因?yàn)殡姍C(jī)運(yùn)行時(shí)一些不確定因素所導(dǎo)致的，但這不影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上運(yùn)行發(fā)現(xiàn)了存在一些誤差，針對(duì)這些誤差，我嘗試去減少這些誤差，一開(kāi)始我以為是機(jī)器的問(wèn)題，請(qǐng)教了老師后才發(fā)現(xiàn)，原來(lái)理論和現(xiàn)實(shí)就是會(huì)存在那么點(diǎn)誤差的，只能說(shuō)我們?nèi)ジ男?shù)據(jù)去減少它，但是不能完全

81、和理論一樣，所以我們學(xué)習(xí)應(yīng)該理論和實(shí)際相結(jié)合才行。</p><p><b>　　總結(jié)與展望</b></p><p><b>　　研究工作總結(jié)</b></p><p>　　(1)先介紹了永磁同步直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，在永磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)上建立了數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)矢量坐標(biāo)變化在Matlab上畫出了電機(jī)的仿真圖。</p&

82、gt;<p>　　(2)接著根據(jù)利用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)直線電機(jī)位置進(jìn)行控制，位置環(huán)為外環(huán)，電流環(huán)為內(nèi)環(huán)。內(nèi)環(huán)采取了PI控制，并根據(jù)經(jīng)典的二階系統(tǒng)，算出其PI控制參數(shù)；外環(huán)采取了PID控制，并根據(jù)極點(diǎn)配置方法，計(jì)算出其PID控制參數(shù)。然后進(jìn)行其擾動(dòng)分析和性能分析，進(jìn)一步了解和提高直線電機(jī)的性能。</p><p>　　(3)根據(jù)所搭建的雙閉環(huán)控制的直線電機(jī)系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真，得到了理想的跟蹤效果。結(jié)合實(shí)驗(yàn)平

83、臺(tái)，將計(jì)算出來(lái)的控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果還算理想，但是存在的部分偏差，考慮到數(shù)學(xué)模型是在簡(jiǎn)化的情況下搭建的，而且實(shí)際電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到外界擾動(dòng)，因此這種情況是可以理解的。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，最后得到理想的跟蹤效果。</p><p><b>　　研究特色</b></p><p>　　首先在選題上，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以當(dāng)今世上發(fā)展前景非常良好的直線電機(jī)作為

84、研究對(duì)象。其次，在對(duì)直線電機(jī)的研究中，掌握了其工作原理，分析了其優(yōu)缺點(diǎn)，該畢業(yè)設(shè)計(jì)注重理論和實(shí)踐地結(jié)合，強(qiáng)調(diào)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題－分析問(wèn)題－解決問(wèn)題”的思想，這是非常符合自動(dòng)化的核心思想，是一個(gè)值得研究的課題。</p><p><b>　　研究展望</b></p><p>　　(1)考慮到所搭建的直線電機(jī)是在其簡(jiǎn)化的情況下進(jìn)行的，但是由于直線電機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，所以必然

85、會(huì)存在著偏差。因此在對(duì)直線電機(jī)研究時(shí)，應(yīng)更進(jìn)一步深入，搭建出更接近實(shí)際運(yùn)行的直線電機(jī)模型。</p><p>　　(2)本次實(shí)驗(yàn)雖然在仿真的情況下，其結(jié)果是非常理想的，但是否在實(shí)際中也有理想的效果，還需進(jìn)一步的研究。</p><p>　　(3)傳統(tǒng)的PID控制器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，魯棒性強(qiáng)，但是PID控制依賴于數(shù)學(xué)模型，只能對(duì)其輸出的誤差進(jìn)行運(yùn)算，所以在一些特殊的情況下，它并不是最佳的選擇。因此可

86、以在傳統(tǒng)PID控制的基礎(chǔ)上，結(jié)合更新進(jìn)，控制更優(yōu)的控制器，來(lái)實(shí)現(xiàn)矢量控制。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 章達(dá)眾,廖有用,李國(guó)平等.直線電機(jī)的發(fā)展及其磁阻力優(yōu)化綜述[J].機(jī)電工程,2013,30(9):1051-1054.</p><p>　　[2] 魯小勇,董哲.淺談直線電機(jī)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用及發(fā)

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99、</p><p><b>　　謝辭 </b></p><p>　　值此論文完成之際，我要向我的導(dǎo)師黃宴委副教授表示衷心的感謝！同時(shí)，向幫助過(guò)我的同學(xué)，學(xué)長(zhǎng)致以深深的謝意！</p><p>　　論文無(wú)論從選題、研究、撰寫和審閱工作都是在黃宴委老師的悉心指導(dǎo)下完成的，每一個(gè)環(huán)節(jié)黃老師都給與了我精心的指導(dǎo)與幫助。在選題過(guò)程中，黃老師悉心為我準(zhǔn)備了設(shè)計(jì)

100、任務(wù)書，為了分析了這個(gè)課題應(yīng)該怎么去做，讓我有了一個(gè)大概的研究方向，為我從接觸實(shí)物入手，對(duì)直線電機(jī)有了感性的認(rèn)識(shí)，在研究的過(guò)程中，黃老師為我提供了直線電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還有仿真的電腦還有舒適的實(shí)驗(yàn)室，對(duì)我的實(shí)驗(yàn)幫助實(shí)在太大。每次在我迷茫的時(shí)候，黃老師第一時(shí)間站出來(lái)為我答疑解惑，讓我有了十足的信心，黃老師不愧是教授級(jí)別，他的解答總能讓我受益匪淺。</p><p>　　我還要感謝我的研究生學(xué)長(zhǎng)，在算仿真的時(shí)候，我遇到了非常