基于直線電機的運動控制研究.pdf

1、本課題的背景來源是與航天科工集團的合作項目，主要研究內(nèi)容是基于直線電機的運動控制系統(tǒng)設(shè)計。導(dǎo)彈導(dǎo)引頭性能評估是通過半物理仿真試驗完成的。目標(biāo)模擬器作為試驗的核心部分，要求驅(qū)動元件準確地跟蹤輸入?yún)⒖夹盘?，帶動裝有射頻發(fā)射器的負載在有效幅面中做幾種形式的運動，從而完成對導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)時所跟蹤的目標(biāo)的動態(tài)模擬。其基本要求是精度高、動態(tài)特性好。目標(biāo)模擬器的控制系統(tǒng)設(shè)計是一個典型的伺服系統(tǒng)設(shè)計問題。
　　對幅面范圍在3m×3m以下的中小型笛卡

2、爾坐標(biāo)式目標(biāo)模擬器的設(shè)計問題，通常驅(qū)動元件會選用普通旋轉(zhuǎn)電機，傳動方式采用同步齒形帶的方案進行，這種方案的優(yōu)點是簡單易行，造價低廉。但是，對本文所討論的幅面范圍在7m×7m左右的大型目標(biāo)模擬器來講，由于同步齒形帶傳動方案的諧振問題較嚴重，因此考慮采用直線電機驅(qū)動的設(shè)計方案。采用永磁直線同步電動機直接驅(qū)動，省掉了中間的傳動環(huán)節(jié)，消除了機械傳動鏈的影響；又因永磁直線同步電動機采用高能永磁體，具有電磁推力強度高、損耗低、電氣時間常數(shù)小、響應(yīng)快

3、等特點。因此本文選擇永磁直線同步電機作為笛卡爾坐標(biāo)式目標(biāo)模擬器的驅(qū)動元件。
　　本文根據(jù)目標(biāo)模擬器的技術(shù)指標(biāo)，研究系統(tǒng)的驅(qū)動元件為直線電機的情形，進行了電機的選型，并在此基礎(chǔ)上建立了理想的電機負載模型，進而以雙十性能指標(biāo)為標(biāo)準進行了傳統(tǒng)的速度、位置雙閉環(huán)控制器的設(shè)計。然后，考慮到在目標(biāo)模擬器系統(tǒng)中，雙直線電機傳動時沒有類似于旋轉(zhuǎn)電機傳動時的同步軸做機械同步，主要靠電氣控制實現(xiàn)同步傳動，而且兩臺電機的參數(shù)不可能完全一致，作為兩臺直線