直驱式自动门控制系统研究

发布时间：2021-11-26 23:34

　　直线电机驱动系统相比于旋转电机加传动机构的拖动系统具有很多优点,将其应用在传统的自动门行业可以充分发挥其结构上的优势。本文设计的直驱式自动门的硬件平台和软件系统,采用基于空间矢量脉宽调制技术的矢量控制方法,实现对自动门位置-速度-电流三闭环控制。在此基础上,采用基于单神经元PID的双层控制器以改善速度控制器的性能,采用模糊自适应交叉耦合控制方法以实现对双门系统的同步控制。首先,介绍直驱式自动门的结构,分析作为驱动电机的永磁同步直线电机的结构和原理,并推导其在三相静止坐标系下和两相同步旋转坐标系下的数学模型。介绍空间矢量脉宽调制技术的原理和矢量控制技术的原理,并在Matlab/Simulink中,搭建永磁同步直线电机三闭环控制的仿真模型。仿真结果验证了本文设计的基于单神经元PID的双层控制器对速度环性能改善的有效性,以及模糊自适应交叉耦合控制方法实双门系统同步控制的有效性。其次,设计基于STM32F4控制芯片的驱动系统的硬件平台和基于Keil MDK5编译软件的C语言软件程序。硬件平台主要包括驱动电路、采样和调理电路、保护电路等。软件模块主要包括硬件资源初始化模块、直线电机控制模块、自动... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1日本Mazak公司的HMC系列直线电机机床

图 1.2 舰载机电磁弹射示意图机在自动门上的应用最先由日本的 Toyota 公司和美国的 Otis 家公司都申请了各自的专利，不同的是 Toyota 公司设计的直线，而 Otis 公司专利中的直线电机为三相永磁同步电机[17-18]。6 年申请了永磁同步直线电机驱动的自动门系统的专利[19]

直驱式自动门采用直线电机作为门板的驱动电机，定子绕组固定，动子绕组带动板进行移动，其结构如图 2.1 所示。定子绕组和导轨平行，固定在导轨上方，定子绕的端侧装有三个线性霍尔传感器，相隔 120 度电角度安装。动子下侧通过机械结构连门板负载，上侧和滚动轮连接，下表面贴有永磁片，动子在电磁推力的作用下的带动动轮运动。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]基于STM32的永磁同步直线电机控制系统的研究[D]. 沈蛟骁.东南大学 2016
[2]龙门移动式加工中心双直线电机同步控制的研究[D]. 刘丹.沈阳工业大学 2013
[3]龙门移动式镗铣床双直线电机交叉耦合同步控制[D]. 李萌萌.沈阳工业大学 2008
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本文编号：3521141