基于DSP的直线电机驱动控制系统的研究

发布时间：2021-07-03 00:48

　　相对于传统的旋转电机而言,采用直线电机进行驱动控制具有高精度、高能量转换效率、响应速度快的特点。为了进一步地提高永磁同步直线电机的速度响应和稳态精度,并且抑制推力波动对直线电机运行产生的影响,设计了一套直线电机的硬件平台和软件平台,并主要使用了矢量控制算法、SVPWM算法、H∞控制算法、零相位控制器对直线电机进行控制,在稳态性能和动态响应的指标上达到了很好的效果。首先介绍了直线电机的基本工作原理,在此基础上建立了PMLSM的数学模型。在引入矢量控制和SVPWM算法之后,给出了PMLSM的整体控制策略,为全文奠定基调。接着引入Ziger-Nichlol法整定PID控制器的参数,对H∞控制算法、零相位控制器进行了理论分析和MATLAB仿真,仿真结果表明：在H∞控制器和ZPETC的共同作用下,速度响应和推力波动率明显优于传统的PID控制。软硬件的设计是整个控制系统的重要部分,对硬件部分的DSP F2812开发板和电机驱动板进行了详尽的阐述。在软件部分,对主程序进行了分析介绍,再分别对脉冲位置控制程序、光电传感器检测反向程序、H∞控制算法、ZPETC算法、SVPWM算法模块、位置信号捕获环节、... 

【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】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１．旋转电机转换为直线电机示意图??从图２－１中可Ｗ看出，原来旋转电机的定子通过径向剖开等效后，转换为直??线巧机的初级结构，绕组镶嵌在齿槽内，初级也是直线电机运动时的动子：而原??

的ｄ轴电流和ｑ轴电流的指令值，而这两个电流仅仅存在于ｄｑ坐标系下的直线??电机模型中，并不能直接用来对ＰＭＬＳＭ控制，所Ｗ需要将它们转化到Ｓ相静止??坐标系中，经过图２－４中的２ｒ／２ｓ变换和２／３变换两个单元的作用后，得到了Ｈ??１３??

知、?丄山山ｔ！??！?＾０?＾１?＾２?＇０?＇２?＇１?ｆ〇?ｊ??ｉ?４?２?２?２?Ｙ?Ｔ?Ｔ?ｉ??！？?？：??；?Ｔ。?ｉ??图２－ｔ零矢量分布的ＳＶＰＷＭ实现??零矢量分布的ＳＶＰＷＭ实现如團２－６所示，这种方法的特点是：在每个循??环周期，Ｗ零矢量开始，又Ｗ零矢量结束，当矢量之间交替转换时，只改变一相??的开关状态，然而在一个开关周期内，Ｈ相中各相的状态只会改变一次。再设各??相的导通时间分别为４。。、／ｂｏｎ、／￡。。，则导通时间可１＾用中间变量＾、／２来表示，??则各相的实际导通时间如表２－５所示：?????表２－５各相的实际导通时间?????扇区号?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ＩＩ?Ｉ?ＩＩＩ?Ｉ?ＩＶ?Ｉ?Ｖ?Ｉ?ＶＩ??／ａｏｎ?（１＋／１－／２）／２?（ｌ－／ｉ－ｂ）／２?。＋。＋０／２?（１＋ｆ?什?ｂ）／２?｛＼＋ｈ－ｈ）Ｈ??／ｂｏｎ?（１＋。＋切／２?｛＼＋ｔ＼－ｔ２）ｌ２?（１＋。－６）／２?（ｌ＋／ｌ＋／］）／２??ｔｃｏｎ?（１＋。牛?ｈ）／２?｛＼＋ｔ＼－ｈ）ｌ２?（ｌ＋／ｉ?牛的／２?（１＋／ｉ－／２）／２?（１－／ｉ－／２）／２??２．５永巧同步直线电机的整体控制策略??

【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步直线电机电流预测控制优化设计[J]. 王明义,刘家曦,李立毅,曹继伟,张成明,潘东华.  电机与控制学报. 2013(11)
[2]永磁同步直线电机直接驱动控制技术[J]. 赵国平,吴红星,张立华,李立毅.  微电机. 2013(08)
[3]基于直线电机的数控机床驱动控制技术[J]. 李周平.  现代电子技术. 2012(03)
[4]轨道交通用大功率直线感应电动机的设计及特性计算[J]. 杜玉梅,金能强.  微特电机. 2009(12)
[5]新型节能制冷机用直线电机及驱动控制[J]. 王真,鲁华,罗东辉,张东宁.  微特电机. 2008(01)
[6]基于多线程技术的双直线电机同步驱动系统控制研究[J]. 陈静,刘强.  机床与液压. 2007(12)
[7]基于ZPETC和DOB的永磁直线同步电机的鲁棒跟踪控制[J]. 赵希梅,郭庆鼎.  中国电机工程学报. 2007(30)
[8]数控机床直线伺服驱动控制的若干问题与展望[J]. 郭庆鼎,赵希梅.  沈阳工业大学学报. 2006(03)
[9]日本直线电机地铁车辆技术[J]. 杨中平,柳拥军,单雷.  都市快轨交通. 2006(02)
[10]直线电机牵引方式在城轨交通选线中的优势[J]. 彭金水.  都市快轨交通. 2006(01)

硕士论文
[1]基于直线电机的精密位置伺服控制系统研究[D]. 刘璐.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3261519