盘式永磁调速器参数优化与其控制策略的研究
本文选题:盘式永磁调速器 + 有限元方法 ; 参考:《东北大学》2014年硕士论文
【摘要】:永磁调速器是基于磁力驱动技术实现转矩传递的新型传动装置,调速是通过调节结构中的气隙实现,与传统调速方式相比有无摩擦损耗、无谐波的优点。为了对盘式永磁调速器进行深入的研究,需要建立其解析模型,调速方面需要建立其调速控制系统。本文首先对盘式永磁调速器本身的结构与磁路进行设计,以静态磁场验证设计的合理性。出于减少磁场耗散和增加装置中磁场分布的目的,对盘式永磁调速器的各组结构参数进行优化。对优化后的盘式永磁调速器的磁场、涡流、转矩进行了三维瞬态的仿真与分析。其次,基于分离变量法,对盘式永磁调速器的磁场、转矩与涡流建立了数学解析模型。通过与仿真分析进行比对,验证了数学模型的合理性与正确性。基于涡流场的分析,讨论了涡流发热的问题,采用强制风冷进行散热,效果良好。讨论了盘式永磁调速器调速的实现方式,设计了盘式永磁调速控制系统并选择直流力矩电机作为调速的控制结构。考虑到调速实时性的要求,采用双直流力矩电机来提高响应速度。建立了双直流力矩电机的控制模型。研究了ADRC控制方法以及二阶ADRC控制器的适用范围,在盘式永磁调速控制系统的速度控制回路上设计了ADRC控制器对双直流力矩电机进行控制,应用Simulink平台对ADRC的控制效果进行仿真与分析。提出了位置控制回路设计ADRC控制器的两种方法。
[Abstract]:Permanent magnet governor is a new type of transmission device based on magnetic drive technology to realize torque transfer. The speed regulation is realized by adjusting the air gap in the structure, which has the advantages of no friction loss and no harmonics compared with the traditional speed regulation method. In order to deeply study the disc permanent magnet governor, it is necessary to establish its analytical model and speed regulation control system. In this paper, the structure and magnetic circuit of disc permanent magnet governor are designed, and the rationality of the design is verified by static magnetic field. In order to reduce the dissipation of magnetic field and increase the distribution of magnetic field in the device, the structural parameters of disc permanent magnet governor are optimized. The three dimensional transient simulation and analysis of magnetic field, eddy current and torque of the optimized disc permanent magnet governor are carried out. Secondly, a mathematical analytical model of magnetic field, torque and eddy current of disc permanent magnet governor is established based on the method of separating variables. The rationality and correctness of the mathematical model are verified by comparing with the simulation analysis. Based on the analysis of eddy current field, the problem of eddy current heating is discussed. This paper discusses the realization of disc permanent magnet governor, designs the disk permanent magnet speed regulation control system and selects DC torque motor as the control structure. Considering the requirement of real-time speed regulation, dual DC torque motor is used to improve the response speed. The control model of double DC torque motor is established. The ADRC control method and the application range of the second order ADRC controller are studied. A ADRC controller is designed to control the double DC torque motor on the speed control loop of the disc permanent magnet speed control system. The control effect of ADRC is simulated and analyzed by using Simulink platform. Two methods of position control loop design for ADRC controller are presented.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM921
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,本文编号:1936585
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