永磁直线同步电机直接推力控制研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文永磁直线同步电机直接推力控制研究ResearchonDirectThrustControlofPermanentMagnetLinearSynchronousMotor作者：程兴民单位：电气工程学院指导教师：王丽梅教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年02月28日学位授予单位：沈阳工业大学摘要永磁直线同步电机（PMLSM）以其独特的优势在工业自动化、能源的开发、利用过程中的应用日益广泛，建立一个系统稳定性好，鲁棒性强的永磁直线同步电机控制机制已经成为电机控制领域的研究热点。直接推力控制以其新颖的控制思想，电机模型简单，控制方法直

2、接等特点，越来越多的受到人们的关注。本文针对永磁直线同步电机直接推力控制进行了研究。首先，论文简单地梳理对直线电机的发展，随后介绍了永磁直线同步电机，归纳总结了PMLSM的结构和工作原理及控制策略，分析了PMLSM直接推力控制的发展现状；建立了PMLSM的数学模型，详细地介绍永磁直线同步电机直接推力控制理论，阐明直接推力控制的推力和磁链控制原理。其次，鉴于传统的直接推力控制系统脉动大，系统稳定性差以及响应慢的问题，本文给出一种改进的永磁直线同步电机直接推力控制方法。论文建立新的PMLSM数学模型，在定子磁链坐标系下建立电机模型，在此基础上对推力和磁链进行解耦控制。根据推力和负载角的线性

3、关系设计推力调节回路，将推力和磁链的误差作为PI控制器的输入，利用定子磁链矢量角把产生的正交参考电压分量进一步转化到固定参考系下，采用空间电压矢量调制代替传统的开关表生成所需的电压矢量。磁链负载角和动子速度由磁链的正交分量计算得出，不使用任何传感器。搭建仿真模型，对所建立的电机数学模型和直接推力控制方法进行验证，仿真结果表明，改进的直接推力控制可以得到快速、平滑的推力和磁链响应，提高了系统的控制性能，同时证明了新的永磁直线同步电机数学模型的正确性和可行性。最后，为了解决电机控制系统受参数摄动和负载扰动所带来的影响，并进一步降低磁链和推力脉动，提高系统动态响应性能和鲁棒性，在新的PMLS

4、M状态模型的基础上，引入永磁直线同步电机滑模变结构直接推力控制策略，并搭建了控制系统仿真模型。仿真结果显示磁链误差基本稳定在零点，证明了系统的鲁棒性和抗干扰能力，系统响应快；同时，系统脉动问题得到了改善。关键词：永磁直线同步电机，直接推力控制，数学模型，滑模变结构控制，空间矢量脉宽调制IAbstractPermanentmagnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)iswidelyusedinindustrialautomation,processdevelopmentanduseofenergywithitsuniqueadvantages.Forperman

5、entmagnetlinearsynchronousmotorcontrolmechanism,buildingasystemwithstabilityandrobustnesshasbecometheresearchhotspotinthecontrolfieldmotor.MoreandmoreattentionisattractedtoDirectThrustControl(DTC),onaccountofitsinnovativecontrolthought,simplemotormodel,thedirectcontrolmethodetc..Inthisdissertati

6、on,thedirectthrustofpermanentmagnetlinearsynchronousmotorcontrolisstudied.Firstly,developmentofthethesisofthelinearmotorarebrieflyreviewed,thenintroducesthepermanentmagnetlinearsynchronousmotor,summarizesthecontrolstrategy,themechanismandworkingprincipleofPMLSM.AnalyzesthedevelopmentstatusofPMLS

7、Mdirectthrustcontrol;EstablishesmathematicalmodelofPMLSM,makingadetaileddescriptionofpermanentmagnetlinearsynchronousmotordirectthrustcontroltheory,thenclarifiesthethrustandfluxcontrolprincipleofdirectthrustcontrol.Secondly,