基于状态误差永磁同步直线电机无源控制策略研究

发布时间：2017-11-23 02:22

  本文关键词：基于状态误差永磁同步直线电机无源控制策略研究

  更多相关文章： 永磁同步直线电机 无源控制 PI控制 端口受控哈密顿 状态误差

【摘要】：永磁同步直线电机是一种直接将电能转换为直线运动的机械能且不需要任何中间转换机构的传动装置,并凭借其高速度、高加速度、高精度特性在物流系统、自动化系统、工业加工与装备、交通等民用及军工领域发挥重要的作用。永磁同步直线电机存在显著的端部和齿槽效应,加之负载变化、参数摄动、电源电能质量问题等因素,造成常规的控制方法难以满足高性能的控制需求。本文针对永磁同步直线电机控制系统中的抗干扰和动态响应性能要求,将无源控制方法引入控制系统设计,取得了良好效果,主要研究内容如下:首先阐述了本课题的研究意义以及国内外对直线电机的研究应用现状,综述了永磁同步直线电机控制策略的发展历程及国内外研究现状并指出了其优缺点。在合理假设的条件下,运用坐标变换原理建立了永磁同步直线电机的电磁和机械运动数学模型。其次利用无源性与稳定性的关系,从能量成形的角度设计控制系统,来确保系统的全局稳定性。根据端口受控耗散哈密顿系统理论,把永磁同步直线电机看成一个两端口(电气端口和机械端口)装置,引入互联与阻尼配置,将闭环系统的能量存储函数作为系统的lyapunov函数来设计,使系统的稳定性分析更加简单、物理意义更加明确。最后针对永磁同步直线电机的快速响应、超调量小和抗干扰能力方面的要求,采用基于状态误差模型的无源性控制方法来设计控制器,并与传统的PI控制方法进行比较。仿真结果表明基于状态误差的无源控制器比PI控制器响应速度快、超调量小,并且具有更好的抗干扰性能,从而证明了本方法的有效性。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM359.4

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本文编号：1216904