直線-旋轉(zhuǎn)兩自由度雙定子永磁電機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、直線-旋轉(zhuǎn)兩自由度雙定子繞組永磁同步電機(jī)（Two-degree-of-freedom Linear and Rotary Permanent Magnet Synchronous Motor，2-DOF LRPMSM）是一種新型兩自由度電機(jī)(Two-degree-of-freedom Motor)，可進(jìn)行直線、旋轉(zhuǎn)和復(fù)合螺旋運(yùn)動，具有體積小、成本低、能量傳遞效率高等優(yōu)點(diǎn)，在軍工、航空航天、工業(yè)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。2-DOF LRPM

2、SM控制系統(tǒng)是電機(jī)高效、高可靠、變模式運(yùn)行的關(guān)鍵，2-DOF LRPMSM控制系統(tǒng)涉及直線運(yùn)動單元和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動單元的控制以及兩單元的協(xié)調(diào)控制，具有一定的特殊性和復(fù)雜性，對控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)尋優(yōu)、穩(wěn)定性評估等提出了較高要求。因此2-DOF LRPMSM控制系統(tǒng)的研究具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。本文以2-DOF LRPMSM為對象，對電機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、運(yùn)行特性、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)評估四個方面進(jìn)行研究，旨在揭示2-DOFLRPMSM控

3、制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、參數(shù)約束以及系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)調(diào)節(jié)特性，為2-DOF LRPMSM的實(shí)際應(yīng)用提供參考和借鑒。本文的研究內(nèi)容包括:
　　首先，詳細(xì)介紹2-DOF LRPMSM的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)理，分析其靜態(tài)特性。在此基礎(chǔ)上分別建立2-DOF LRPMSM在三相定子ABC坐標(biāo)系和兩相轉(zhuǎn)子dq0坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，為后續(xù)控制系統(tǒng)的研究奠定理論基礎(chǔ)。
　　其次，在建立2-DOF LRPMSM數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對2-DOF L

4、RPMSM電機(jī)進(jìn)行矢量控制。采用id=0矢量控制策略，基于MATLAB/Simulink環(huán)境，搭建2-DOF LRPMSM矢量控制系統(tǒng)仿真模型，包括直線驅(qū)動部分與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部分，驗(yàn)證控制策略的可行性和控制系統(tǒng)的正確性。
　　再者，針對2-DOF LRPMSM的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬軟件方案?？刂葡到y(tǒng)硬件核心電路采用雙DSP結(jié)構(gòu)，在保證芯片運(yùn)算效率的同時，提高芯片控制性能;給出詳細(xì)的硬件模塊原理圖和設(shè)計(jì)參數(shù);基于CCS3.3環(huán)境，采