永磁直线同步电机推力波动抑制与速度控制研究

发布时间：2021-11-22 08:30

　　永磁直线同步电机（PMLSM）无需中间机械传动部分的特性,使得其具有控制精准、响应速度快、效率高、推力大等特点,已广泛应用于数控机床、工业伺服系统等领域。然而,由于永磁直线同步电机中的齿槽力扰动等内部不匹配扰动与负载力扰动等外部不匹配扰动,导致了电磁推力波动,直接作用于PMLSM次级之中,使系统抗扰性能降低、速度跟踪精度降低、速度波动增大。为抑制系统的电磁推力波动和速度波动,本文设计了基于不匹配扰动观测器的二阶非奇异终端滑模控制器、二阶分数阶非奇异快速终端滑模控制器、基于最优控制与滑模控制的互补控制器,并进行了仿真测试,验证了所设计控制器的有效性。首先,介绍了永磁直线同步电机的基本结构和工作原理,基于矢量控制理论与定子电流控制方式建立了PMLSM的数学模型,针对性的分析了PMLSM系统中存在的摩擦力扰动、端部效应力扰动、齿槽力扰动、纹波推力扰动等内部不匹配扰动,并建立了不匹配扰动的数学模型,进而基于该模型建立了含有复杂不匹配扰动模型的PMLSM数学模型。其次,设计了基于不匹配扰动观测器的二阶非奇异终端滑模速度控制器,对系统的电磁推力波动进行抑制;提出了基于反步滑模面的不匹配扰动观测器,... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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燕山大学工学硕士学位论文-40-图4-1模糊输入隶属函数图4-2模糊输出隶属函数4.2.3稳定性分析定理4-1对于含不匹配扰动的PMLSM系统式(2-21)，基于不匹配扰动观测器式(3-20)，设计一阶滑模面式(4-2)、二阶分数阶滑模面式(4-8)，采用控制律式(4-12),可使得PMLSM系统在有限时间内达到稳定状态。证明：选取李雅普诺夫函数为212V(4-14)对式(4-14)求导可得111212gphqgpVscsscDsDshq

燕山大学工学硕士学位论文-40-图4-1模糊输入隶属函数图4-2模糊输出隶属函数4.2.3稳定性分析定理4-1对于含不匹配扰动的PMLSM系统式(2-21)，基于不匹配扰动观测器式(3-20)，设计一阶滑模面式(4-2)、二阶分数阶滑模面式(4-8)，采用控制律式(4-12),可使得PMLSM系统在有限时间内达到稳定状态。证明：选取李雅普诺夫函数为212V(4-14)对式(4-14)求导可得111212gphqgpVscsscDsDshq

【参考文献】：
期刊论文
[1]垂直提升用PMSLM局部退磁故障特性分析[J]. 汪旭东,吉升阳,许孝卓,鲁建锋,孙伟翔.  武汉大学学报(工学版). 2020(02)
[2]PMSLM的无差拍预测电流控制研究[J]. 林健,刘晗,施昕昕,周磊.  电力电子技术. 2019(11)
[3]空芯大气隙高温超导直线电机电磁力实验研究[J]. 谢蓬阳,顾霄航,王潇飞,董博文,刘康.  低温物理学报. 2019(04)
[4]基于自适应内模观测器的永磁同步直线电机高带宽强鲁棒预测电流控制策略研究[J]. 王立俊,赵吉文,董菲,何中燕,宋俊材,黎明.  中国电机工程学报. 2019(10)
[5]不同槽配合格栅型直线感应电机电磁特性研究[J]. 吕刚,张贤.  电机与控制学报. 2019(05)
[6]永磁直线电动机结构及研究发展综述[J]. 卢琴芬,沈燚明,叶云岳.  中国电机工程学报. 2019(09)
[7]永磁直线电机扰动估计与补偿的位置反步控制[J]. 曹伟,乔金杰,孙明.  控制与决策. 2020(06)
[8]基于等效磁势法的直线电动机磁场及推力分析[J]. 李争,史雁鹏,王蕾永,薛增涛,王群京.  微特电机. 2019(02)
[9]永磁直线同步电机推力脉动削弱方法综述[J]. 冀相,许金,黄垂兵,王逸林.  电机与控制应用. 2019(01)
[10]基于内模干扰观测器的永磁同步直线电机无差拍电流预测控制方法[J]. 尹忠刚,白聪,杜超,刘静.  电工技术学报. 2018(24)

硕士论文
[1]基于非线性PID的永磁直线同步电机控制策略研究[D]. 晏东.华侨大学 2018
[2]永磁直线同步电机的推力波动抑制研究[D]. 赵晓东.燕山大学 2017
[3]基于永磁同步电机数学模型的矢量控制理论、仿真、实验及应用研究[D]. 刘晓黎.合肥工业大学 2017



本文编号：3511322