【摘 要】
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在抽油机领域,为改善我国长期以电换油的局面,学术界和工业界已经引起了广泛的重视。圆筒型永磁直线同步电机（Tubular Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,TPMLSM）是目前在研究的一种新型抽油机的核心部件,在抽油应用场景具有节能优势。为了消除油田恶劣环境对位置传感器安装和使用的影响,圆筒型永磁直线同步电机无位置传感器控制的研究显得十分有意义。本文
【基金项目】
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国家重点研发计划金砖国际合作重点项目（基金号2018YFE0100200）; 国家自然科学基金面上项目（基金号51877093）; 湖北省重大科技创新项目（基金号2019AAA026）
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在抽油机领域,为改善我国长期以电换油的局面,学术界和工业界已经引起了广泛的重视。圆筒型永磁直线同步电机（Tubular Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,TPMLSM）是目前在研究的一种新型抽油机的核心部件,在抽油应用场景具有节能优势。为了消除油田恶劣环境对位置传感器安装和使用的影响,圆筒型永磁直线同步电机无位置传感器控制的研究显得十分有意义。本文以抽油机半程工况为应用背景,对传统无位置传感器控制算法进行改进,应用于圆筒型永磁直线同步电机,并通过仿真和实验验证改进算法的优势。本文的主要研究内容如下:1.提出了一种改进的脉振高频注入法,通过采用二阶低通滤波器和提出的观测器PI参数整定方法,提高了速度和位置跟踪精度。2.提出了一种改进的滑模观测法,通过改进滑模观测控制率函数,有效降低了速度和位置跟踪的误差,减小了跟踪抖振。3.提出了一种基于加权函数的改进复合控制算法,在低速段采用改进脉振高频注入法,在中高速段采用改进滑模观测法,中间的速度切换段采用加权函数对二者进行过渡切换,并且针对速度切换过程提出了一种消除高频信号影响的方法,有效提高了全速度范围的跟踪精度。4.搭建了圆筒型永磁直线同步电机实验平台,对所提出的控制法进行实验,实验结果表明,改进加权函数复合控制法具有最优性能。
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