摘 要永磁同步直线电机在传动系统和控制方面表现出的精密和高速性能使其在工业领域具有广泛的应用前景， 也促进了国内外科研人员对其进一步的研究和开发。本文对直线电机的原理和控制方法进行综述的基础上，设计了典型的闭环电机控制系统，并进行仿真验证。主要工作如下：(1)论述了永磁同步直线电机在不同坐标下的模型和坐标变换的方法及原理，分析研究了矢量脉冲宽度调制技术的原理和实现方法。(2)通过对电机控制方法的分析，选择 0  d i 的电流反馈解耦控制技术，并讨论了闭环控制系统的设计方法。(3)利用 Matlab/Simulink 搭建永磁直线同步电机控制系统的仿真模型，仿真结果表明了该仿真模型的合理性。37429
毕业论文关键词： 永磁同步直线电机 控制 仿真 坐标变换
AbstractPermanent magnet synchronous linear motors have been widelyused in different industrial fields because of their high precision and highacceleration and thus have attractted much attention of many researchers.In this thesis, the basic principles and control methods for linear motorsare firstly reviewed. Then the simulation model is established. The mainresults are summarized as follows:(1) This paper discusses the method and principle of the model andcoordinate transformation of permanent magnet synchronous motor indifferent coordinates, and analyzes the principle and realization methodof vector pulse width modulation technology.(2) By analyzing the current control method for permanent magnetsynchronous linear motors, 0  d i control strategy is adopted in this thesis.Then the three-loop control method is present.(3) Simulation model of permanent magnet synchronous linearmotors is established by Matlab/Simulink software. Simulation resultsshows the effectiveness of the model.
Key words: Permanent magnet linear synchronous motor ControlSimulation Coordinate transformation
目录
摘 要 I
AbstractII
1绪论. 1
1.1 课题研究背景及意义1
1.2 国内外研究现状1
1.3 电机控制技术简介3
1.4 主要研究内容4
2永磁同步直线电机的数学模型5
2.1 永磁同步直线电机的基本模型5
2.1.1 坐标变换的原理6
2.1.2 在 、 、o 坐标系下的同步电机模型.7
2.1.3 在d 、q 、o 坐标系下的电机数学模型8
2.2 电压空间矢量 PWM 技术 10
2.2.1 空间矢量的定义10
2.2.2 电压与空间磁链矢量的形成规则 11
2.2.3 期望电压空间矢量的合成13
2.2.4 电压空间矢量PWM 的实现方法 14
2.3 本章小结17
3 永磁同步直线电机控制系统的控制策略及设计18
3.1 永磁同步直线电机的电流控制技术18
3.1.1 永磁同步直线电机的电流控制方法18
3.1.2 控制方法 0  d i 的原理及实现19
3.2 直线电机控制系统的设计20
3.2.1 电流环调节器的设计21
3.2.2 速度环调节器的设计22
3.2.3 位置环调节器的设计24
3.3 本章小结25
4 基于MATLAB/simulink技术的控制仿真26
4.1 MATLAB/simulink 系统仿真平台简介. 26
4.2 控制系统总体方案设计26
4.2.1 坐标变换模块27
4.2.2 扇区选择模块27
4.2.3 时间计算模块29
4.2.4 矢量合成与时间匹配.32
4.2.5 触发脉冲的产生.33
4.2.6 开环系统仿真验证.34
4.3 闭环系统的构造与仿真36
4.4 本章小结38
5总结和展望. 39
5.1 总结39
5.2 展望39
致谢.40
参考文献. 41
附录.43
1绪论1.1 课题研究背景及意义对于朝向精密、高速、智能化、环保、综合性能更强的方向发展的数控机床设备，在传动系统和控制等方面，对于机械的精密和高速性能提出了进一步的要求。但在传统的机床机械设备中，最为成熟也是使用最多的传动进给方式是旋转电机与滚珠丝杠、皮带轮、齿轮、齿条的组合。虽然在科技不够发达的时代，它的成功应用在工业领域上曾是辉煌的一篇，但其由于中间环节的存在，使传动性能大打折扣的缺点在如今对速度和精度高要求的伺服控制系统中已不容忽视。首先，由于中间环节的存在，所引发的弹性变形、磨损、热效应等一系列问题会对传动系统的刚度产生影响，增加系统的阶次，使系统的稳定性能变差。除此之外，由于工业加工技术的局限，中间传动环节普遍存在间隙死区，粘性摩擦以及形变等诸多问题，也会引起一系列的非线性因素。然而，在应用电机领域的各个方面，电机的运动路径大多数是直线单向或者双向往复的运动。那么，为什么不省去中间的旋转变换环节而直接施加直线控制获得直线运动呢？事实上， 早在十九世纪许多研究人员十分关注无需中间环节的机械传动变换装置的电机，并对其进行大量的研究开发工作，希望能研制出具有快速、高效、结构简单、工作稳定、成本低的直线电机。但由于理论和技术的限制，直线电机的发展十分艰难。 永磁同步直线电机控制系统的设计与仿真:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_36175.html