永磁直线同步电机低速性能提升技术研究

发布时间：2023-03-24 04:58

　　永磁直线电机具有动态响应快、推力大等特点,同时由于其采用“零传动”的机械结构,消除了传统机械传动装置带来的运动滞后和非线性误差等不利影响,使高精度直线定位成为可能,已经逐渐成为工业自动化、物流运输、轨道交通领域的研究热点之一。但由于永磁直线电机直驱无缓冲的机械结构,在电机系统低速运行条件下,外界扰动、永磁直线电机本体的定位力扰动及位移传感器低分辨率等弊端会限制低速永磁直线电机系统稳态及动态性能的提升。因此,本课题以配备低分辨率正余弦编码器的永磁直线同步电机为研究对象,以直线电机矢量控制为出发点,对永磁直线电机低速运行下的影响因素进行分析与研究,在此基础上选择合适的控制算法来抑制低速速度波动,提高永磁直线电机低速性能。针对低成本永磁直线电机中低分辨率正余弦编码器不能及时更新精确位置角度信息所造成的直线电机低速速度波动问题,将提出采用新型正余切形式的八分法进行正余弦编码器的高分辨率位置插值。对细分原理和编码器偏差影响进行理论探讨,提出相应的误差补偿措施,Simulink仿真结果验证了位置插值算法和补偿措施的正确性。针对永磁直线同步电机低速运行时,受定位力影响速度呈现周期性波动的问题,结合永...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 永磁直线电机本体建模及解析计算
        1.2.2 永磁直线电机推力波动抑制策略
        1.2.3 自抗扰控制策略发展
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 永磁直线电机矢量控制及扰动机理分析
    2.1 引言
    2.2 永磁直线电机结构及原理
    2.3 永磁直线同步电机矢量控制系统
    2.4 永磁直线同步电机低速扰动机理分析
    2.5 本章小结
第3章 正余弦编码器高分辨率位置插值算法研究
    3.1 引言
    3.2 高分辨率位置插值算法理论分析
    3.3 位置插值偏差影响分析
    3.4 位置插值误差补偿策略
    3.5 高分辨率位置插值仿真结果及分析
    3.6 本章小结
第4章 基于q轴电流瞬时注入的定位力补偿策略
    4.1 引言
    4.2 永磁直线同步电机定位力解析建模
    4.3 定位力解析模型验证
    4.4 基于q轴电流瞬时注入的定位力抑制策略
    4.5 电流瞬时注入的定位力抑制策略仿真分析
    4.6 本章小结
第5章 速度环线性自抗扰控制系统优化研究
    5.1 引言
    5.2 经典线性自抗扰控制器设计
    5.3 改进线性自抗扰控制器设计
    5.4 永磁直线电机速度环改进线性自抗扰控制器
        5.4.1 改进扩张状态观测器特性分析
        5.4.2 基于改进线性自抗扰控制器的速度环稳定性分析
    5.5 仿真结果及分析
        5.5.1 定位力补偿措施必要性仿真验证
        5.5.2 永磁直线电机双闭环仿真分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3769491