基于扩张状态观测器的永磁同步直线电机反步控制方法研究

发布时间：2024-05-12 05:20

　　随着高科技领域的飞速发展以及市场对产品技术指标要求的日益严苛,高端机床行业面临着前所未有的挑战,永磁同步直线电机(Permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)的性能优异、结构紧凑,逐渐成为高端数控领域必备之选。为进一步提升永磁同步直线电机的优异特性,各国专家学者对PMLSM进行了广泛的研究,提出众多控制策略,其中反步控制由于自身优良的控制性能被应用于PMLSM控制领域,而反步控制虽然能够使系统具有良好稳定性,但控制器的设计中未考虑未知外部扰动的影响。针对上述问题,本文研究了一种基于扩张状态观测器(Extended state observer,ESO)的永磁同步直线电机反步控制策略。首先,从PMLSM的结构、工作原理和数学模型等方面进行了详细的介绍,说明了可以将PMLSM数学模型等效为直流电机的坐标变换方法,以实现励磁电流和转矩电流的分别控制。其次,本文以PMLSM为控制对象,介绍了反步控制的研究背景、基本思想和设计方案,并根据Barbalat引理对其稳定性进行了证明,但由于其未考虑未知负载变动对系统的影响,所以在反步控制的基础上引入...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-2永磁同步直线电机结构示意图

如图2-2所示为本课题所选用PMLSM的结构示意图，工作台随初级沿次级上的导轨作水平运动，用于测量初级位置的光栅尺安装在次级侧。图2-2永磁同步直线电机结构示意图Fig.2-2PhysicalStructureofPermanentMagnetLinear....

图2-8矢量控制原理结构图

T图2-8矢量控制原理结构图Fig.2-8BlockFrameofVectorControl永磁同步直线电机瞬时推力的精密控制是高性能直线伺服系统的关键所在，在忽略初级绕组阻尼的情况下，PMLSM的推力基本取决于直轴电流和交轴电流，对推力的控制基本可以归结为对....

图5-1基于扩张状态观测器的永磁同步直线电机反步控制系统仿真模型

为了比较传统反步控制算法与本文所研究的基于扩张状态观测器的反步控制算法的性能差异，每次对比仿真中，均采用相同的反步控制参数。图5-1基于扩张状态观测器的永磁同步直线电机反步控制系统仿真模型Fig.5-1SimulationModeloftheBack-stepping....

图5-2永磁同步直线电机仿真模型

36通过该模块可以实现永磁同步直线电机位置、速度、推力、电流等输出量的模拟。图5-2永磁同步直线电机仿真模型Fig.5-2SimulationModelofPermanentMagnetLinearSynchronousMotor5.2基于ESO的永磁同步....

本文编号：3970919