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永磁直线同步电动机垂直运输系统整体建模及控制策略的研究

作　者: 刘红钊
导　师: 付子义
学　校: 河南理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 永磁直线同步电动机 空间电压矢量 模糊控制 建模
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


永磁直线同步电动机(PMLSM)垂直运输系统是一种新型的提升系统。本文简单介绍了直线电机的历史、发展及研究现状,同时对永磁直线同步电动机垂直运输系统及其控制策略给予了着重介绍。以“四层线性”为参考,在合理假定的基础上,经过严格的数学推导,建立了垂直运动永磁直线同步电动机的动态变参数数学模型。基于SVPWM变频器的原理和合适的采样算法,运用MATLAB的SIMULINK工具箱,对其进行了建模研究。监于该运输系统的特殊结构和现有的直线电机控制策略,本文分析了影响永磁直线同步电动机垂直运输系统伺服控制的各种扰动,根据模糊控制的特点,建立了基于模糊的永磁直线同步电动机垂直运输系统整体的伺服控制系统的仿真模型,并进行了仿真研究。仿真的结果表明,基于模糊的控制系统具有良好的控制特性,有效地提高了永磁直线电动机垂直运输系统运行的稳定性、可靠性,对参数变化和外部干扰也具有很强的鲁棒性。为进一步研究永磁直线同步电动机垂直运输系统的控制策略提供了一些必要的理论依据和参考。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究的目的与意义  8-9
  1.2 永磁直线同步电动机垂直运输系统的发展历史与研究现状  9-10
  1.3 应用于永磁直线同步电动机垂直运输系统的控制策略简述  10-12
  1.4 本文主要任务和内容  12-14
2 永磁直线同步电动机垂直运输系统的运行原理  14-20
  2.1 永磁直线同步电动机垂直运输系统的运行原理分析  14-17
    2.1.1 概述  14
    2.1.2 永磁直线同步电动机的工作原理  14-15
    2.1.3 永磁直线同步电动机的基本结构及分类  15
    2.1.4 分段式永磁直线同步电动机垂直运输系统工作原理分析  15-17
  2.2 永磁直线同步电动机垂直运输系统的优越性  17-20
3 永磁直线同步电动机的磁场分析及物理和数学模型  20-36
  3.1 永磁直线同步电动机的物理模型  20-26
    3.1.1 隐极式永磁直线同步电动机的物理模型及假设条件  20-21
    3.1.2 定义初级电流层  21-22
    3.1.3 永磁体的等效代换  22-24
    3.1.4 齿槽区等效磁导率  24-25
    3.1.5 磁场分析模型  25-26
  3.2 永磁直线同步电动机的数学模型  26-36
    3.2.1 电机的基本方程  26-28
    3.2.2 模型参数的确定  28-29
    3.2.3 永磁直线同步电动机的d-q 轴模型  29-36
4 永磁直线同步电动机垂直运输系统的仿真模型  36-56
  4.1 概述  36
  4.2 永磁直线同步电动机准确的数学模型  36-37
  4.3 建立永磁直线同步电动机仿真模型  37-40
  4.4 空间电压矢量SVPWM 变频器的建模研究  40-56
    4.4.1 定子电压矢量与磁链矢量的关系  41-44
    4.4.2 零矢量的作用  44-45
    4.4.3 空间电压矢量控制算法  45-52
    4.4.4 建立SVPWM 变频器的仿真模型  52-56
5 基于模糊的永磁直线同步电动机垂直运输系统的建模研究  56-70
  5.1 概述  56-57
  5.2 建立模糊推理系统  57-63
    5.2.1 模糊控制器设计  57-59
    5.2.2 利用遗传法优化隶属度函数和量化因子  59-60
    5.2.3 模糊推理系统的建立  60-62
    5.2.4 模糊控制器的SIMULINK 实现  62-63
  5.3 永磁直线同步电动机垂直运输系统的整体建模研究  63-70
    5.3.1 影响永磁直线同步电动机伺服驱动系统的因素及补偿措施  63-66
    5.3.2 建立永磁直线同步动机垂直运输系统的整体仿真模型  66-70
6 永磁直线同步电动机垂直运输系统的仿真研究及结果分析  70-76
  6.1 参数设置  70
  6.2 仿真结果及分析  70-76
    6.2.1 启动时间设为1.5 S 的仿真结果及分析  70-73
    6.2.2 系统的抗干扰性能研究  73-76
7 结语  76-78
  7.1 本文所完成的主要工作  76
  7.2 进一步的研究工作  76-78
参考文献  78-82
附录  82-84
致谢  84

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 同步电机
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