六自由度磁浮電機建模及控制研究.pdf

1、磁浮平面電機具有結構簡單、動態(tài)特性好、定位精度高等特點，廣泛應用于光刻機六自由度運動控制場合。本文以六自由度動磁式磁浮平面電機為研究對象，在分析磁場的基礎上，建立了磁浮平面電機在定子磁場中的受力和力矩模型，研究了直接力旋量電機解耦方法，實現了磁浮平面電機的解耦控制。將重復控制和PID控制相結合，提高了6-DOF磁浮電機的控制精度。
　　首先，推導Halbach陣列磁感應強度分布，綜合磁場基本方程以及邊界條件，獲得磁感應強度分布諧波

2、模型。根據諧波模型，將單個線圈進行簡化，應用洛侖茲力公式，解決了永磁陣列磁場對單線圈的作用力和力矩問題。根據作用力與反作用力關系，分析了Halbach永磁陣列作為動子時的受力和力矩分布，為消除力矩干擾提供理論依據。
　　其次，為了消除 dq0解耦引入的干擾力矩，分析了動磁式平面電機輸入控制電流與輸出的力和力矩之間的耦合關系。提出了直接力旋量解耦方法，實現電流與電磁力和力矩的獨立解耦控制，運行穩(wěn)定、效果良好。
　　最后，建立了