大推力直線電機(jī)滑?？刂品椒ㄑ芯?/h1>
2015-04-07 09:50曹子沛劉怡君劉林
科技視界 2015年9期
曹子沛 劉怡君 劉林
【摘 要】基于滑?？刂圃?，在建立永磁直線同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，設(shè)計了永磁直線同步電機(jī)滑?？刂破鳌７抡娼Y(jié)果表明，PMLSM內(nèi)模控制系統(tǒng)跟蹤調(diào)節(jié)性能好、魯棒性強(qiáng)，能消除不可測干擾的影響。
【關(guān)鍵詞】滑模控制；永磁直線同步電機(jī)；魯棒性
【Abstract】According to the slide mode control （SMC） theory， mathematical model of the permanent magnet linear synchronous motor （PMLSM） was made， then a novel SMC controller of PMLSM was designed. The simulating results show that the proposed controller provides perfect dynamic response performance in both reference tracking and disturbance rejection，moreover， it is robust to external disturbance.
【Key words】Slide mode control； PMLSM； Robustness
由于永磁直線同步電機(jī)（PMLSM）具有推力大、慣性低、響應(yīng)快、發(fā)熱少、結(jié)構(gòu)簡單、容易維護(hù)等優(yōu)點，適合高速高精度的伺服驅(qū)動，并且已經(jīng)在自動化儀表、自動化機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等場合得到了一定的應(yīng)用。然而，由于直線電機(jī)驅(qū)動方式采用“零傳動”技術(shù)，對系統(tǒng)參數(shù)攝動、負(fù)載擾動等不確定因素影響比較敏感，給控制帶來了困難，影響了伺服系統(tǒng)的性能，降低了系統(tǒng)精度。因此，在直接驅(qū)動應(yīng)用中，如何減小這些不確定因素的影響具有非常重要的現(xiàn)實意義。本文利用滑?？刂评碚摚O(shè)計了大推力直線電機(jī)滑?？刂破?。
1 數(shù)學(xué)模型
在PMLSM閉環(huán)控制系統(tǒng)中，可以將逆變器看為廣義的“被控對象”包含在電流環(huán)內(nèi)，而系統(tǒng)電磁時間常數(shù)比機(jī)械時間常數(shù)小得多，且電流環(huán)響應(yīng)速度遠(yuǎn)快于速度和位置控制的響應(yīng)速度，因此可將電流環(huán)簡化為系數(shù)為1的比例環(huán)節(jié)。因此，根據(jù)狀態(tài)空間模型可以得到如圖1所示的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]陸華才，徐月同，陳子辰.基于內(nèi)?？刂频挠来胖本€同步電機(jī)速度控制[J].電工技術(shù)學(xué)報，2008，23（5）：24-28.
[2]趙希梅，郭慶鼎.基于擾動觀測器和重復(fù)控制器的永磁直線同步電動機(jī)魯棒控制[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2010，30（20）：65-69.
[5]田艷豐，郭慶鼎.永磁直線同步電動機(jī)的滑模-H∞魯棒跟蹤控制[J].電工技術(shù)學(xué)報，2004，19（4）：1-5.
[4]SHI J L， LIU T H. Position control of a sensorless interior permanent magnet synchronous motor system [J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics， 2007，54（4）：1989-2000.
[責(zé)任編輯：湯靜]
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【關(guān)鍵詞】滑模控制；永磁直線同步電機(jī)；魯棒性
【Abstract】According to the slide mode control （SMC） theory， mathematical model of the permanent magnet linear synchronous motor （PMLSM） was made， then a novel SMC controller of PMLSM was designed. The simulating results show that the proposed controller provides perfect dynamic response performance in both reference tracking and disturbance rejection，moreover， it is robust to external disturbance.
【Key words】Slide mode control； PMLSM； Robustness
由于永磁直線同步電機(jī)（PMLSM）具有推力大、慣性低、響應(yīng)快、發(fā)熱少、結(jié)構(gòu)簡單、容易維護(hù)等優(yōu)點，適合高速高精度的伺服驅(qū)動，并且已經(jīng)在自動化儀表、自動化機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等場合得到了一定的應(yīng)用。然而，由于直線電機(jī)驅(qū)動方式采用“零傳動”技術(shù)，對系統(tǒng)參數(shù)攝動、負(fù)載擾動等不確定因素影響比較敏感，給控制帶來了困難，影響了伺服系統(tǒng)的性能，降低了系統(tǒng)精度。因此，在直接驅(qū)動應(yīng)用中，如何減小這些不確定因素的影響具有非常重要的現(xiàn)實意義。本文利用滑?？刂评碚摚O(shè)計了大推力直線電機(jī)滑?？刂破?。
1 數(shù)學(xué)模型
在PMLSM閉環(huán)控制系統(tǒng)中，可以將逆變器看為廣義的“被控對象”包含在電流環(huán)內(nèi)，而系統(tǒng)電磁時間常數(shù)比機(jī)械時間常數(shù)小得多，且電流環(huán)響應(yīng)速度遠(yuǎn)快于速度和位置控制的響應(yīng)速度，因此可將電流環(huán)簡化為系數(shù)為1的比例環(huán)節(jié)。因此，根據(jù)狀態(tài)空間模型可以得到如圖1所示的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]陸華才，徐月同，陳子辰.基于內(nèi)?？刂频挠来胖本€同步電機(jī)速度控制[J].電工技術(shù)學(xué)報，2008，23（5）：24-28.
[2]趙希梅，郭慶鼎.基于擾動觀測器和重復(fù)控制器的永磁直線同步電動機(jī)魯棒控制[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2010，30（20）：65-69.
[5]田艷豐，郭慶鼎.永磁直線同步電動機(jī)的滑模-H∞魯棒跟蹤控制[J].電工技術(shù)學(xué)報，2004，19（4）：1-5.
[4]SHI J L， LIU T H. Position control of a sensorless interior permanent magnet synchronous motor system [J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics， 2007，54（4）：1989-2000.
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