磁通切換型永磁直線電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科技的快速進(jìn)步，像直線電機(jī)這種能夠直接產(chǎn)生持續(xù)的單向或者往復(fù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，省去了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，獲得了日益廣泛的應(yīng)用。本文以模塊化磁通切換永磁直線電機(jī)(CMLFSPM電機(jī))為研究對(duì)象，此種電機(jī)將繞組置于動(dòng)子側(cè)，大大降低電機(jī)成本，為遠(yuǎn)距離應(yīng)用場合提供了一種高效率、高可靠性且低成本的解決方案。而要實(shí)現(xiàn)CMLFSPM電機(jī)高精度的矢量控制需要安裝直線光柵編碼器，不但增加了電機(jī)的尺寸、體積和成本，還降低了系統(tǒng)的可靠性。為了

2、解決這種問題，本文研究CMLFSPM電機(jī)的無位置傳感器控制，不僅具有重要的理論意義，而且有工程應(yīng)用價(jià)值。
　　論文主要研究內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面:
　　1)闡述了論文的研究背景與意義。對(duì)定子永磁型直線電機(jī)的海內(nèi)外研究近況以及無位置傳感器控制算法進(jìn)行了概述。
　　2)詳細(xì)介紹了磁通切換永磁直線電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)以及工作原理。建立了三相定子坐標(biāo)系下CMLFSPM電機(jī)的數(shù)學(xué)模型以及d-q軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。對(duì)磁通切換直線電機(jī)

3、的基本控制策略，包括矢量控制、直接推力控制，電流滯環(huán)控制和空間電壓矢量控制進(jìn)行了簡要介紹。
　　3)對(duì)自適應(yīng)算法的原理進(jìn)行了簡單的說明，并詳細(xì)介紹了模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和基本原理。分析了基于模型參考自適應(yīng)算法的模塊化磁通切換永磁直線電機(jī)無位置傳感器算法，推算出了速度的辨識(shí)公式，并對(duì)CMLFSPM電機(jī)的模型參考自適應(yīng)無位置傳感器控制系統(tǒng)速度估算誤差進(jìn)行了分析。
　　4)在Matlab/Simulink環(huán)境下分別搭建了C

4、MLFSPM電機(jī)的本體模型，基于模型參考自適應(yīng)磁通切換永磁直線電機(jī)無位置傳感器滯環(huán)控制模型、基于模型參考自適應(yīng)算法的磁通切換永磁直線電機(jī)無位置傳感器空間電壓矢量控制仿真模型。
　　5)設(shè)計(jì)了CMLFSPM電機(jī)無位置傳感器控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的軟硬件。對(duì)控制系統(tǒng)所需的硬件電路進(jìn)行了詳細(xì)的說明。軟件部分主要介紹了主程序流程以及速度位移估算程序流程、速度PI調(diào)節(jié)程序流程和位移控制程序流程。
　　6)根據(jù)基于模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)CMLFSPM

5、電機(jī)無位置傳感器控制的電流滯環(huán)控制策略、SVPWM控制策略，利用建立的MATLAB/Simulink的電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)模型和CMLFSPM電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制平臺(tái)，進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)研究。首次研究了針對(duì)CMLFSPM電機(jī)無位置傳感器控制的位移閉環(huán)控制、速度閉環(huán)控制。實(shí)驗(yàn)與仿真證明論是在空載或者負(fù)載突變的工況下，基于模型參考自適應(yīng)CMLFSPM電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)無都具有良好的動(dòng)靜態(tài)特性，速度閉環(huán)和位移閉環(huán)控制性能優(yōu)越，響應(yīng)