可控励磁直线同步电动机滑模变结构控制的研究

发布时间：2020-04-18 01:06

【摘要】：论文“可控励磁直线同步电动机滑模变结构控制的研究”,以国家自然科学基金项目“可控励磁直线同步电动机磁悬浮进给平台运行机理与控制策略研究(51575363)”为依托,研究目的在于解决不确定性外部扰动作用下,可控励磁直线同步电动机的控制问题。论文主要内容如下:(1)可控励磁直线同步电动机工作原理和数学模型的分析与研究。在d-q同步旋转坐标系下建立可控励磁直线同步电动机的数学模型,推导电磁推力与磁悬浮力的解析表达式,并分析影响电磁推力与磁悬浮力的主要因素。对于进给子系统与悬浮子系统之间的电磁耦合问题,采用i_d=0控制最大限度削弱耦合项,减小系统的控制难度。(2)可控励磁直线同步电动机进给子系统滑模变结构控制器的设计。可控励磁直线同步电动机处于磁悬浮运行状态,易受到参数摄动和外界不确定性扰动的影响。针对该问题,设计一种在整个运行过程中都具有强鲁棒性的滑模变结构控制器。同时,采用双曲正切函数对切换项近视连续化,柔化控制输入信号并减小系统抖振。最后建立可控励磁直线同步电动机进给子控制系统的仿真模型,并对滑模控制下的系统进行仿真研究。(3)可控励磁直线同步电动机进给子系统全局积分Terminal滑模控制器的设计。为进一步提高可控励磁直线同步电动机进给子系统的鲁棒性、快速性,并降低系统的抖振。设计积分Terminal滑模面和带衰减因子的趋近律,采用RBF神经网络对扰动信号进行观测,将观测结果进行前馈。提出描述系统控制规律的定理,并构造适当的Lyapunov函数对定理进行数学证明。最后通过计算机对控制策略进行仿真验证。(4)可控励磁直线同步电动机控制系统耦合机理的研究。搭建可控励磁直线同步电动机控制系统的仿真模型,包含水平进给子系统和悬浮子系统两部分,分别对可控励磁直线同步电动机控制系统的起动以及带载过程进行仿真研究,观察并分析系统的耦合机理。最后,总结并梳理本文的工作内容,为后续可控励磁直线同步电动机的研究工作提供理论依据与参考。
【图文】：

可控励磁直线同步电动机的结构图

）恒速变负载运行：本次仿真中使用的外部扰动分为两种：第一种为负为系统的主要扰动；第二种为由端部效应和齿槽效应造成的扰动，其动子的位置有关。待系统启动完成后，依次加上上述两种扰动，，比较。速度、电磁推力响应曲线如图 3.6~图 3.9 所示：图 3.6 突加阶跃扰动时的速度响应曲线v(m//)s
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM341

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 王先逵,陈定积,吴丹;机床进给系统用直线电动机综述[J];制造技术与机床;2001年08期

本文编号：2631526