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圆筒型永磁直线电机电磁设计与模糊PI控制

发布时间:2018-02-05 01:31

  本文关键词: 圆筒型永磁直线同步电机 电磁设计 模糊PI控制 建模与仿真 出处:《河南理工大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:近年来,随着直线电机理论的完善及其控制策略的不断进步,直线电机在各领域得到了越来越普遍的应用。直线电机不需要传动转换装置,可以直接带动负载做直线运动,并且具有控制精度高、响应速度快、动态性能好等优点。本文研究的圆筒型永磁直线同步电机作为直线电机的一种,在工业生产及国民经济的各个领域都得到了广泛应用,并以其独特的结构形式和优异的控制性能在数控机床、食品加工、电动门窗等行业中展现出了不可取代的优势。因此,对圆筒型永磁直线同步电机及其控制策略的研究拥有很大意义及市场前景。本文初步完成了圆筒型永磁直线同步电机的电磁设计及控制系统设计。在大量相关文献及前人工作的基础上,本文对电机的结构及电磁参数进行了初步设计,对电机磁路做了分析,推导出电机主要参数及性能的计算公式;根据初步设计结果,利用有限元仿真软件建立了电机的二维仿真模型,通过仿真分析了电机的气隙磁场及静、动态推力等电机性能参数;针对该电机设计了一种三闭环控制策略,在研究常规PI控制和模糊控制的基础上,将两者融为模糊PI控制用于电机位置闭环,根据专家实际控制经验完成模糊控制器的设计,并且在Matlab/Simulink环境中建立电机及其控制系统的仿真模型,通过仿真对比模糊PI控制和传统PI控制的效果,结果表明模糊PI控制更具优越性,能够更好的满足电机对控制系统的基本要求。
[Abstract]:In recent years, with the improvement of linear motor theory and the continuous progress of control strategy, linear motor has been more and more widely used in various fields. It can directly drive the load to do linear motion, and has the advantages of high control precision, fast response speed and good dynamic performance. The cylindrical permanent magnet linear synchronous motor studied in this paper is a kind of linear motor. It has been widely used in various fields of industrial production and national economy, and has been used in NC machine tools and food processing with its unique structure and excellent control performance. Electric doors and windows and other industries have shown an irreplaceable advantage. The research on cylinder permanent magnet linear synchronous motor and its control strategy has great significance and market prospect. In this paper, the electromagnetic design and control system design of cylindrical permanent magnet linear synchronous motor have been preliminarily completed. On the basis of previous work. In this paper, the structure and electromagnetic parameters of the motor are preliminarily designed, the magnetic circuit of the motor is analyzed, and the calculation formulas of the main parameters and performance of the motor are deduced. According to the preliminary design results, the two-dimensional simulation model of the motor is established by using the finite element simulation software. The performance parameters of the motor such as air-gap magnetic field and static and dynamic thrust are analyzed by simulation. A three-loop control strategy is designed for the motor. On the basis of studying the conventional Pi control and fuzzy control, the fuzzy Pi control is combined into the fuzzy Pi control for the motor position closed loop. According to the expert's actual control experience, the design of fuzzy controller is completed, and the simulation model of motor and its control system is established in Matlab/Simulink environment. The simulation results show that the fuzzy Pi control is superior to the traditional Pi control and can better meet the basic requirements of the motor control system.
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM359.4

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