论文部分内容阅读
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动,而不需要通过任何中间机构的新型电机,具有广阔的应用和发展前景。因此对直线电机及其伺服控制系统的研究,已成为当前各国研究的热点和前沿。 本文首先分析了永磁同步直线电机的机构和工作原理,对矢量控制中用到的三种坐标变换进行了分析,并按照恒功率原则推导了坐标变换的系数。在此基础上,本文根据永磁同步直线电机内部的电磁关系,推导了永磁同步直线电机矢量控制方程,提出了直轴电流为零的矢量控制策略,并给出了永磁同步直线电机矢量控制的总体方案,同时对矢量控制中的SVPWM技术也作了详细的论述。 随后,本文研究了永磁同步直线电机矢量控制系统的硬件组成,包括基于DSP的控制系统的和基于IPM的驱动系统,制作了试验用的伺服控制板和ISA数据采集卡。在所设计的硬件系统的基础上,本文进一步研究了矢量控制策略在DSP中具体的软件实现,解决了程序设计中的Q格式问题,设计了各个软件模块,确定了控制系统的采样周期并给出了矢量控制的计算流程,同时本文还给出了在Matlab中建立的永磁同步直线电机矢量控制系统的仿真模型,并给出了各个模块的具体结构。 最后,本文对永磁同步直线电机矢量控制的软硬件系统经行了调试,对电机的电流环、速度环和位置环分别经行了试验研究,并绘制了相应的试验曲线。对试验结果的分析表明,永磁同步直线电机采用矢量控制策略后具有较好的伺服性能,各项指标基本达到预期的技术要求。