音圈电机伺服系统快速响应和温度评估研究

发布时间：2021-09-05 23:25

　　快速响应和热可靠性是音圈电机伺服系统的两个重要指标。本文从这两个角度出发,研究音圈电机伺服系统。针对位置快速响应的要求,提出了一种时间最优控制且具有自抗扰能力的控制结构,实现了音圈电机位置的快速响应,并具有良好的稳态性能;针对热可靠性高的要求,本文分别从理论计算和实验两个角度对音圈电机的温度进行评估,并提出了一种等效温度评估方法,得出音圈电机的安全工作范围。首先,针对需求,分析了音圈电机的模型。分别分析了音圈电机的状态空间模型和热网络模型。从音圈电机的工作原理出发,推导了音圈电机的状态空间模型。为了消除系统扰动,提高抗干扰能力,本文结合自抗扰控制结构,推导了音圈电机的串联积分模型。建立了音圈电机热网络模型,并确定模型参数,对电机工况下的温度进行计算。接着,针对音圈电机快速响应需求,提出了一种能实现时间最优控制且具有自抗扰能力的控制结构。由于高阶系统时间最优控制律无法直接求解,且离散化难度大,采用神经网络通过数据学习来获得该控制律。为了将复杂的音圈电机控制系统转化为串联积分模型,并提高系统抗扰动能力,设计了扰动观测器,用来精确估计系统总扰动,并加以补偿。构建音圈电机位置伺服控制系统,对其... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

音圈电机实物图

工程硕士学位论文从训练指标和仿真验证两个方面进行评经网络控制器。采用最优数据对网络进的神经网络控制器。训练指标如下图所示，训练集（Train）、验证集（Validation）、-438 10、-66.30 10、-54.52 10。可以看果好。9，表明该神经网络能很好地拟合出输入

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文.2 三维稳态温度场仿真在模型中对电机各部件施加材料属性。根据之前计算的结果，分别在动子表面设置流换热系数。根据电机损耗计算得出，铁耗远远小于铜仿真时忽略铁耗，所加热源为绕组铜耗。分别仿真两个工况下的温度）工况 1：端电压 U 6V，绕组铜耗 1.79W；工况 2：端电压 U 10V耗为 4.97W。室温为 20℃，仿真结果如图 4-2 所示。由图可知，当绕组端电压为 6V 时，电机最大温度为 59℃，定子外表。与采用等效热路法计算结果基本相同，误差为 1℃。当绕组端电压为电机最大温度上升到 120℃。由此可见随着电压增大，电机温度急剧避免电机长时间工作在较大电压的工况下。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3386282