垂直运动永磁同步直线电机复合控制研究

《垂直运动永磁同步直线电机复合控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、机械设计与制造第9期62MachineryDesign&Manufacture2014年9月垂直运动永磁同步直线电机的复合控制研究李奇军，龚俊，宁会峰1,2(1．兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室，甘肃兰州730050；2．兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州730050)摘要：为了改善永磁同步直线电机在数控珩磨机主轴往复运动时的伺服性能，建立了永磁同步直线电机的数学模型。通过对直线电机运动系统数学模型进行分析。得出系统参数摄动、推力波动、负载扰动等不确定因素是造成控制性能下降的主要因素。提出以典型

2、三闭环PID控制、前馈控制和干扰观测器相结合的复合控制结构来提高系统的控制性能，并对控制器进行设计。在MATLAB中对控制系统进行建模和仿真，仿真结果表明，采用复合控制后，系统可以达到较好的抗干扰效果，基本上消除了响应滞后，能准确的跟踪输入信号。关键词：直线电机；数学模型；PID控制；干扰观测；前馈控制中图分类号：rH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)09—0062—03Study013ControlCharacteristicsofVerticalMovementPermanentMagne

3、tLinearSynchronousMotorLIQi-jun，GONGJun。一，NINGHui-feng’(1．KeyLaboratoryofDigitalManufacturingTechnologyandApplication，TheMinistryofEducation，GansuLanzhou730050，China；2．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，GansuLanzhou730050，

4、China)Abstract：Inordertoimprovetheseroope咖eofpermanentmagnetlinearsynchronousmotorinthespindleCNChoningmachinereciprocatingmotion，itestablishedthemathematicdmodelofpermanentmagt~tline(1"synchronousmotor．Byanalyzingthemathematicalmodeloflinearmotormotionsystem，o

5、btainedthatthesystemparameterpeau~ation，thethrustfluctuation，theloaddisturbanceandotheruncertainfacto~whichwerethemainC0th~esofthesystempe咖m删edegradation．ProposedacomplexcontrolstructurebyusingthetypicalthreeclosedloopPIDcontrolandthedisturbanceobserverandthe_厂

6、eedforwardcontroltoimprovethecontrolpe丌jnnce．Modeledandsimulatedthecontrols~teminMATLAB，andthesimulationresuhsshowedthatthes~temc帆achievebetteranti-inte咖Fenceeffect埘eliminatetheresponselogandtracktheinputsaccurately．KeyWords：LinearMotor；MathematicalModel；PIDCon

7、trol；DisturbanceObserver；FeedForwardControlmotor，PMLSM)的原理出发，结合珩磨机床的工作特点，建立直1引言线电机的数学模型，在传统PID控制的基础上，通过干扰观测器随着机床向高速化、精密化方向的发展，直线电机开始被应(disturbanceobserver，DOS)和前馈补偿，提高系统的动态响应性用于机床伺服系统中Ⅲ。直线电机速度可达(60～200)m／min，加速能和控制精度。度可达(2～10)g，能够在最短的时间和行程内达到要求的高速度，因此直线电机驱动技术成为

8、国际上各大机床制造商竞相研发的2珩磨运动中的PMLSM数学模型关键技术目。PLMSM在d坐标系下电压平衡方程为：高性能的伺服系统要求电机输出快速跟踪输入指令且稳态fua=Ria+pAdA，、无静差，对系统参数变化具有强鲁棒性，对变载荷场合应用的永磁[1Zq‘+pA同步电机来说，抗扰性是衡量其伺服性能的重要指标之』。在系统忽略推力波动后的推力方程