永磁同步直線電機高精度伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、永磁同步直線電機(Permanent magnet synchronous linear motor，PMSLM)憑借其響應快、高速、高效及精度高等優(yōu)點，而被廣泛地應用于機械加工與軍事領域的精密加工設備中。由于直線電機的端部效應、參數(shù)變化以及負載擾動等非線性因素，都會降低系統(tǒng)的伺服性能和機床加工精度，因此，設計控制精度高、易于實現(xiàn)、魯棒性強的控制系統(tǒng)對于直線電機的推廣應用具有很重要的實際意義。
　　本文以PMSLM為研究對象，搭建

2、PMSLM伺服系統(tǒng)實驗平臺，并以此為基礎研究了滑?？刂破骷捌涓倪M設計問題，論文的主要研究工作如下：
　?。?）基于電機運行機理與磁場定向控制理論，建立PMSLM在d-q系中的數(shù)學模型，并對系統(tǒng)的推力和磁鏈進行理論研究。在 PI控制的基礎上，利用MATLAB/SIMULINK搭建 PMSLM伺服系統(tǒng)仿真模型進行仿真研究，結果表明所建立的PMSLM伺服系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能。
　?。?）針對變指數(shù)趨近律滑?？刂苹Ｔ鲆鏋榱阆到y(tǒng)穩(wěn)

3、定衰減，微分滑模面噪聲增益放大與滑模固有抖振的問題，提出改進趨近律積分滑?？刂品椒ǎˋRLI-SMC），詳細分析新型變指數(shù)趨近律的設計原理，完成改進趨近律積分滑模控制器的設計。仿真實驗顯示，相比于PI控制與變指數(shù)趨近律滑?？刂疲摽刂破鞑粌H有效避免噪聲增益，而且有效抑制了滑模控制抖振，實現(xiàn)強魯棒性，無超調，快速響應控制。
　?。?）設計硬件電路，其中，PMSLM伺服系統(tǒng)驅動電路重點考慮保護電路與PMSLM伺服驅動電路的專用開關電源

4、的設計，而 PMSLM伺服系統(tǒng)控制電路，重點考慮關鍵單元電路的設計與關鍵參數(shù)的選取，為系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行提供保障。設計軟件程序，本文采用TMS320F2812DSP數(shù)字信號處理芯片進行PMSLM伺服系統(tǒng)的軟件編程，重點考慮滑?？刂破?、SVPWM與中斷函數(shù)的程序設計。
　?。?）搭建PMSLM伺服控制系統(tǒng)平臺，分別進行電流閉環(huán)和速度閉環(huán)實驗。理論分析、仿真研究和實驗結果表明：本文所提出的基于 SVPWM和 ARLI-SMC的PMSL