永磁直线同步电动机控制策略研究

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【摘要】通过对直线电动机的原理举行有效的分析和研究，找出直线同步永磁电动机的系统的操纵问题，这其中包括经典操纵问题、现代操纵问题和职能操纵问题三个方面，通过永磁直线电动机系统的操纵分析，熟悉进展的现状和未来可能进展的趋势，从中研究目前较为成熟的鲁棒操纵系统和滑模布局，对其操纵方式举行进一步地描述。

【关键词】永磁直线同步电动机；操纵策略；伺服系统

0引言

随着科技的快速大进展，目前的电动机是以一种直线的较为新型的电动机，电能可以转换成为直线方式的运动，其间不需要有其他转换设备的电磁装置，由旋转的电动机逐渐转的进展过来的。将旋转的电动机按照镜像方式开启，将电动机按照原有的圆周举行系统直线的开展，得到了线性的电动机。直线的电动机的工作原理，与旋转形式的电动机相类似，在相关缝隙中举行有效的磁场效应，而不是举行磁场的旋转，是具有直线性效果的，其方向通过正弦方式举行有效的分布，逐步平移的磁场效应。与旋转的电动机相互对比，直线的电动机具有几种异步效应感应。直线性电动机和同步的直线性电动机、直流的电动机，以及其他类型的直线的电动机。直线电动机是按照平板型、弧线型、管线型举行有效的分析，对各种类型的直线的电动机，不适合其他方式方法的应用领域。永磁性同步直线的电动机，在效能能指标和定位的精度和速度上，以及效率等方面，比其他的直线性电动机具有更加多的优势，在大量现代化的，具有高细致的直线性驱动的操纵管理系统中，永磁直线性同步的电动机是一种具有梦想性的直线性伺服电动机，永磁直线性同步电动机的平滑运行，对推力脉动具有不明感，直接使用直线的伺服电动机。

1交流伺服系统

交流伺服系统是一个具有较高的非线性、强耦合性和繁杂的变化性系统，随着系统运行过程中产生了具有不同的程度的干扰，这造成了操纵难度的逐步增大。策略上，基于电机稳态数学模型的电压频率操纵方法与开环磁通轨迹操纵方法都很难以达成良好的伺服特性，目前大多数应用的是基于永磁电机动态解耦数学模型的矢量操纵方法，这是现代伺服系统的核心操纵方法。

2永磁直线性的同步电动机具有的操纵方法

经典永磁直线电动机，通过对同步的操纵系统举行有效的操纵，对非PID的操纵器件做一个合理的测验方法，完成有效的操纵，在实际的直线性电动机中，伺服的操纵系统中得到了广泛的应用。通过对DSP实现直线电动机的PID操纵，在直线性电动机中，对系统举行P型的操纵，包括对PI型的速度，有效操纵器的合理化。PIO操纵方法，通过对被操纵的相关对象，举行模型参数分析，寻求合理的变化。在鲁棒性能不缺定的时候，通过PID的系统操纵，降低整体的花费时间。因香瓜参数的时间具有确定的彼此性，产生确定的影响，造成系统操纵难以完成较好的效果。目前的PIO操纵，通过与其他的操纵相互联系，分析策略之间的相互关系，逐步形成复合的系统，使其具有确定的智能新型操纵，提高复合操纵这个系统的整个管理。直线性的电动机是具有多变性的，伺服系统有多变系数，其具有猛烈的操纵效果，耦合的非线性可以保证系统的操纵，人们往往通过转子的磁链，举行定向的矢量定位，保证解耦的操纵小姑，消释励磁的操纵，实现回路的耦合，推进操纵系统的耦合管理，从而可以使操纵回路分别受到操纵，即预估器可以与其他器件举行互联，实现操纵器时间的有效补偿，使操纵器的工作时间可以进展，加深时间的滞后效果管理，实现完全性的补偿。这种设计的操纵器具有确定的独立性，不需要考虑时间延迟的影响，从而解决直线性电动机的延时问题，保证伺服系统的延时问题，在电力传输系统中，解决延时问题，提高速度测量的滞后问题，实时反应相关速度滞后的理由，保证整个系统的影响效果。

3永磁直线性同步电动机的现实操纵管理

现代的操纵策略，通过对系统举行自我操纵，保证自适应才能的有效操纵。鲁棒操纵问题，预见性操纵问题，滑模变布局操纵问题，三者之间有确定的相关作用。

3.1常见的（自觉适应）的操纵系统

自觉适应是一种相互结合的理论，将反应的操纵辨识，研究相关理论。通过操纵性能指数，完成最大化操纵指标。通过有效的操纵调理，保证对象系统的调整，完成基于现代的理论操纵系统，对状态空间举行管理和操纵。目前，较为成熟的模型可以很好的完成数据校对，其相关参考具有自觉适应的操纵才能，具有自我校正的系统管理。通过对自觉适应系数的分析，完成系数的调整，保证稳定化系统的相关误差，逐渐的趋于零，保证系统自觉的适应的速度。因此，通过对直线性电动机的操纵，伺服系统可以完成模型直线性分析，有效的直线性电动机的模式操纵，从而实现电动机的相关参数的逐步变化。但对于具有高频系数的干扰问题，没有较好的干扰显示效果。

3.2常见的的操纵管理系统

鲁棒的操纵管理是对模型举行研究，通过各种不确定因素研究完成系统操纵，操纵系统的各项性能指标，从而保证扰动下的敏感程度。鲁棒操纵理论具有较为多的测验，实现测验布局分析，保表明验结果的切实性，鲁棒具有合理的操纵管理，鲁棒的最高操纵可以有效的处理，完成系统的扰动问题，从而计算函数确定传递数据，使最大范围数可以举行确定的限制，设计出的操纵其可以对抑制扰动产生良好的效果。

在测验中通过对鲁棒的最大操纵，保证其应用效果，在不确定性的时变性完成伺服系统，保证其有效的操纵。这种方法是具有多级反应的，在布局上对多环举行反应，通过反应的补偿问题，提高解决的负载性的扰动。在操纵的策略管理上，采用鲁棒的最大性操纵，完成标准的策略管理，从而保证整个系统的参数测量，完成不确定性的相关问题，对于不确定性的外部扰动，具有较为良好的抑制效果，将时变的相关参数举行操纵，对不确定性的系统的最大值举行操纵，转换为一个等价的系统管理，具有的参数的不确定造成了线性传递，是不变的系统管理操纵。图1表示的是系统的布局图，其中1/（MS+D）是电动机的标称模型，D为粘滞摩擦的系数，KT为推力的系数，M是动子产生的质量，KS是位置的调理器，KI是积分项的系数，而K是最大操纵器。预见操纵是通过对目标值的检测，对干扰信号处境举行操纵，使目标值、被操纵量可以偏差值降低，误差逐步变小。预见操纵的伺服系统中的一种，是在普遍的系统中的根基，通过对未来的信息分析，举行有效的反应，对补偿问题构成极大数值降低，减小了目标的操纵值，保证了被操纵的数量，其相位具有确定的延迟作用，使被操纵量不能举行系统追踪，可以在没有延迟状态下，完成时变系统的跟踪。

滑模的变的非线性操纵是一种特殊的操纵，其本质是具有一类的特殊性问题，非线性操纵不具有联系性，使非线性表现为操纵下的不连续性效果。由滑动模块举行设计，与操纵的对象数据无关，即与相关参数和扰动处境无关，使滑动模块可以具有布局操纵，完成快速响应效果，对相关参数统计缺乏，对扰动变化不敏感，不需对线性系统分析，辨识和设计。因此，通过在直线性电动机，伺服系统中的分析，得到良好的操纵应用方式，在滑模变布局操纵的抖阵操纵中就是一个重要问题。通过对滑模的现象的操纵，可使系统的相关参数发生变化，外部的扰动性具有确定的数据特点，完全的自觉适应，可以保证系统的有效性，大大的降低了推力的纹波效率，对系统的抖阵，在滑动模态中对进度举行操纵，实现积分的链接，进一步降低系统的抖阵，保证系统的整体性，完成系统的稳态状态，防止产生误差，从而实现电动机布局操纵，对于永磁的直线性同步电动机，保证个滑模布局的操纵。图2是电流内部的电流操纵，是跟踪操纵的系统，合理的对动子电流举行分析，使矢量和定子的磁场交换，完成空间上相关数据的分析，从而令电流的去磁分量为零。

通过对不连续的项来抑制，在滑模变布局操纵中，对扰动的影响和参数举行分析。因此，在不连续的幅值变化中，对最小变化举行扰动量分析，随着参数的检测，对电流的增加举行操纵。假设对扰动举行观测，实时补偿，就可以降低幅值，保证操纵的不连续的幅值数据。直线性伺服的电动机的端口，具有效应力、推进力，会对系统产生确定的影响，端效应的产生影响推力纹波的快速变化，造成数据较为缓慢，通过设计出相关的检测数据，对观测器的负载举行推力，保证推力的扰动处境，举行动态观测。由于滑模变布局操纵的方法，存在确定的回避抖阵，通过扩展滑膜观测器从而是实现对于所需分子的速冻、负载动力和加速度的操纵，从而保证现行化和滑膜观测器完成非线性闭环系统的稳定性。

3.3智能操纵的策略

智能操纵是基于数字模式的分析，研究数字模式，寻求合理的目标操纵，找出实际的解决手段，是数字系统，解析和学识分析，系统的广义系统模型，是智能操纵人脑思维，具有非线性特点的操纵方法，可以对环境举行系统操纵，保证对象、环境的切实性，系统举行多方位的操纵，在直线电动机伺服系统中较为成熟的应用是模糊操纵、网络控神经制。

模糊操纵是以工程人员的工作阅历，加上模糊规律推力，以计算机实现的一种操纵，具有不凭借操纵对象的使用原那么，较为广阔的使用范围，突出线性时变的优势，对非线性负载举行鲁棒处理，模糊操纵的硬件芯片已经商化，实用性高。对非线性和时变负载有确定的鲁棒优势。例如，对于直线性电动机，以非线性的系统操纵，加强变化负载的效果，将模糊操纵系统、PID操纵系统，显示系统的模糊，举行操纵方法的分析，从而确立其优势，模糊操纵系统的方法，提高智能性工作方式，对传统的模糊系统，操纵其策略，加深操纵的规律，加大工作人员的相互合作，完成系统的整体过程，操纵精度的低进展。目前的直线性系统，在操纵的过程中，完成对模糊系统的操纵，加深系统的应用，加强其他操纵系统的应用效果，操纵相互的符合。例如，将自觉适应的模糊系统，操纵其混合的模糊操纵、使其具有较为充分的使用效果，通过加深对于PID系统的操纵、混合模糊操纵各有其自身的特点，在直线性伺服系统中，完成系统的有效操纵，提出赋予的模糊系统推理方法，操纵自觉检查的PID系统操纵，分析结果，证明可以更好的完成适应的环境，保证系统的变化，从而得志工作化进展，在工作过程中，对伺服电动机举行管理。利用遗传诉法，对离线举行优化设计管理，从而得到最优的相关参数，从仿真程序系统中，有效的得出参数的优化系统操纵，保证模糊系统的稳定性、优质性和系统管理性。基于模糊性的自觉交流管理，对直线性系统的滑模系统举行操纵，可以过对模糊自觉学习规划，研究适合实际系统的进展的，具有不确定性因素的，操纵其在线的学习，对滑的模切换操纵方向、幅值需要举行实时的操纵，从而大大的降低滑模系统的抖阵。神经网络具有存储功能，可以对信息化分布的存储、通过并行的处理，非线性迫近完成自觉学习的特点，在直线伺服操纵领域有明显的应用前景。通过对传统的PID系统分析，以神经网络的电动机相关参数，举行系统在线辨识、跟踪，通过对磁通、转速的操纵器，完成自适应调整。结合的模型参考数据，自觉适应操纵效果，将神经网络的操纵器应用与操纵器，具有用于自觉的应速度操纵器，将非线性神经网络操纵和滑模操纵系统结合起来，构成双自由度的操纵，从而有效解决直线伺服系统跟踪性能问题，鲁棒性能问题，二者之间的冲突。与小波技术结合，通过鲁棒小波神经元的操纵，对单纯采用神经网络化学习的速度举行缺陷操纵，保证操纵系统的稳定性、能动性和自学速率等等。除了模糊操纵和神经网络操纵系统外，将智能操纵应用于直线伺服系统的研究是未来需要专家系统研究的问题。

3.4直线性同步电动机的未来进展

直线性同步电动机的系统，在国内外的研究中寻求高性能直线电动机伺服操纵策略那就方面的各类数据和实际例证，提出具有合理创办性意义的思路，从而提出一些具有实际应用方面的成果。伴随着操纵对象的繁杂程度，加深操纵要求，采用单一的操纵策略已经不能够完成操纵策略，加深永磁直线同步电动机的操纵策略分析，从而更好的完成未来操纵策略，保证操纵策略的有效操纵。

采用现代的操纵方式，例如，鲁棒操纵系统方式、滑模变系统布局的操纵，对直线性电动机系统的非线性问题操纵，保证系统环境的抗干扰才能得到有效的操纵，保证二者有效的结合，保证其实际的应用价值。加深智能操纵的操纵管理，对具有繁杂的对象的分析，以新的系统操纵方式，解决相关思路方法，完成系统的有效操纵。将智能系统操纵与其他方式相结合，保证其他的操纵系统方法的有效结合，形成变化更加合理、加深优质的直线性系统维护。随着20世纪的到来，未来的高效数字信号系统，微电路集成系统，专用电路的相关系统技术，三者的综合进展，带动系统性策略管理，有效的实现具有坚实的理论和丰富的学识根基的技术系统。直线性电动机可以用于交通管理，发挥其优质的操纵管理体系，以优质的交通规划管理形式，完成交通管理的操纵。高精度的特点保证了精度要求高的加工领域的技术进展，从而更好的完成相关应用效果。在整个进展过程中需要提高技术水平，以优质的操纵完成技术系统操纵，保证操纵方法的有效解决，针对不同环境，不同条件，不同系统，完成对于系统的运用，从而保证技术的有效进展，以操纵对象为管理理念，加深系统管控的相关方式，保证目标的有效实施性，完成操纵设备的管理，提高直线性电动机的系统分析。

4结语

综上所述，通过对直线性同步电动机的操纵举行数据的介绍和分析，对交流