基于虛擬儀器的永磁直線同步電機(jī)測控系統(tǒng)的研究開發(fā).pdf

1、由于直線電機(jī)不需要中間傳動(dòng)裝置而把電能直接轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)能，因而有功率密度大、速度快、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域。本文針對(duì)所設(shè)計(jì)的永磁直線同步電機(jī)(Permanent magnet linear synchronous motor，PMLSM)，研究開發(fā)其測試與控制系統(tǒng)。
　　為了方便高效地開發(fā) PMLSM開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，提高控制性能，本文選用了空間矢量脈寬調(diào)制(Space vector pulse w

2、idth modulation，SVPWM)作為基本伺服控制策略。為了驗(yàn)證該控制策略的可行性和合理性，本文在Matlab/Simulink中建立了PMLSM和SVPWM仿真模型，并結(jié)合其它相關(guān)模型構(gòu)建了SVPWM-PMLSM開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型，總結(jié)了影響PMLSM控制性能的一般規(guī)律，為開發(fā)實(shí)際的永磁直線同步電機(jī)測控系統(tǒng)提供了重要的理論依據(jù)。
　　在實(shí)際的永磁直線同步電機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)過程中，本文創(chuàng)新性地提出利用虛擬儀器(VI

3、)和DAQ設(shè)備產(chǎn)生 SVPWM伺服控制信號(hào)的控制方案，并實(shí)際進(jìn)行了VI-SVPWM信號(hào)源的編程和實(shí)現(xiàn)工作。這種基于VI的控制方案相比傳統(tǒng)的基于DSP的控制方案具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢。利用本文獨(dú)立開發(fā)完成的SVPWM信號(hào)源，本文成功開發(fā)了一套SVPWM-PMLSM開環(huán)控制系統(tǒng)。
　　為了進(jìn)一步提高控制精度，本文在開環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加相應(yīng)的測試系統(tǒng)（位移、速度、推力和電流測試系統(tǒng)），開發(fā)了兩套閉環(huán)測控系統(tǒng)。其一為基于位移反饋(PF)

4、的閉環(huán)測控系統(tǒng)，其二為基于磁場定向矢量控制(VC)的閉環(huán)測控系統(tǒng)。文章詳細(xì)介紹了這兩套測控系統(tǒng)的開發(fā)流程和軟件開發(fā)方法。
　　最后，為了檢驗(yàn)所開發(fā)的測控系統(tǒng)的控制性能，本文做了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)基于PF和VC的閉環(huán)測控系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)地分析和討論。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了基于虛擬儀器的永磁直線同步電機(jī)的測控方案的可行性和實(shí)用性。此外，本文還對(duì)永磁直線同步電機(jī)中的兩個(gè)重要性能指標(biāo)，即定位精度和速度控制的動(dòng)態(tài)特性，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試及相關(guān)分