基于效率最大化的永磁直線同步電機控制策略研究.pdf

1、　　永磁直線同步電機(PMLSM)伺服控制系統(tǒng)是多輸入多輸出、多變量耦合、時變性的非線性系統(tǒng)。由于去掉了中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)并直接驅(qū)動負載,PMLSM 電機具有較好的速度和較高的精度。但是當負載具有非線性、時滯、強耦合的特點時,PMLSM 電機的調(diào)速性能和推力響應(yīng)能力會下降,因此有關(guān)PMLSM電機速度和推力控制策略的研究尤為重要；隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,能源消耗不斷加劇,所以對永磁直線同步電機進行效率優(yōu)化控制策略的研究成為熱點課題。本文從兩個

2、方面研究PMLSM電機控制策略：速度和推力調(diào)節(jié)方面,主要分析模糊 PI 控制和直接推力控制兩種方法原理；效率優(yōu)化方面,主要闡述最大推力電流比控制原理。通過Matlab/Simulink對上述控制策略進行了仿真實驗研究。
　　首先,介紹坐標系變換原理,實現(xiàn)PMLSM電機的電壓和電流解耦。然后以矢量變換為基礎(chǔ),建立完整的PMLSM電機數(shù)學模型,包括PMLSM電機的電壓平衡方程、電磁推力方程和機械運動平衡方程,并基于此建立PMLSM電

3、機伺服控制系統(tǒng)。
　　其次,當PMLSM電機受到非線性、復(fù)雜且多變的負載影響時,針對動子速度和推力波動較大、電機自我調(diào)節(jié)能力差的問題,設(shè)計了 PMLSM 的模糊 PI 控制和直接推力控制,前者對PMLSM電機進行速度調(diào)節(jié),并分析電機速度和推力在不同負載狀態(tài)下抗擾動性和魯棒性；后者主要對PMLSM電機輸出推力和磁鏈調(diào)節(jié),提高PMLSM電機輸出推力的抗干擾性。以上兩種方法能夠提高PMLSM電機的魯棒性和動、靜態(tài)穩(wěn)定性。此外,本文又提