直线电机垂直驱动系统在数控珩磨机中的应用研究

【摘要】直线电机由于具有高速响应、高精度、高加速、高传动刚度、高效率、低噪声、大推力等优点而被应用于机床传动,在珩磨机主轴往复运动中采用直线电机驱动技术代替传统液压驱动技术,可以省去机械与液压中间传动环节,简化设备,提高珩磨机的效率和珩磨质量。本文为实现珩磨机主轴的高速高精往复运动,对永磁同步直线电机的控制进行了研究。首先,从永磁同步直线电机(PMLSM)的工作原理出发,结合其在珩磨机主轴往复运动中的具体使用条件,建立了永磁同步直线电机的电磁学和动力学数学模型并对其进行了分析,得出系统参数摄动、推力波动、负载扰动等不确定因素是造成系统控制性能下降的主要因素。其次,基于所建立的永磁同步直线电机的数学模型,确立了系统的运动控制策略。提出以磁场定向矢量控制和SVPWM技术为基础,在典型的三闭环控制结构中加入PID控制构成基本控制策略,通过在速度环中引入干扰观测器(DOB)对外部干扰和模型参数波动进行补偿,同时引入加速度和速度前馈补偿来提高控制系统的快速响应能力,减小响应滞后。按照由里到外的设计原则,对电流环、速度环和位置环的PID控制器进行了设计,得到了各环的数学模型,并以之为依据设计了干扰观测器和加速度、速度前馈控制器,得到整个控制系统的控制器结构和参数。最后,利用SIMULINK对本文所提出的控制系统进行了仿真试验,通过对仿真结果分析,得出该控制策略有效抑制了干扰带来的波动,能准确的跟踪输入信号并达到很高的稳态精度,能够实现直线电机的高速高精度运动控制,有实际工程应用意义。
【作者】李奇军；
【导师】龚俊；宁会峰；
【作者基本信息】兰州理工大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】直线电机；数学模型；PID控制；干扰观测；前馈控制；

【参考文献】
[1]林竹.东南的一抹亮色——福州市科技园区发展纪实[J].中国高新区.2006(10)
[2]李婷婷.磁阻式旋转变压器的谐波分析与优化设计[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2014,硕士.
[3]李瑞伟.草鱼出血病细胞培养灭活疫苗微囊制备与口服免疫效果研究[D].上海海洋大学,临床兽医,2013,硕士.
[4]陈海龙.清朝—哈萨克汗国贸易研究（1757-1822）[D].陕西师范大学,历史地理学,2014,博士.
[5]柳晓然.右美托咪定对颈动脉内膜剥脱术患者脑损伤的影响[D].河北医科大学,麻醉学,2013,硕士.
[6]周晓慧.高中乐队现状调查与建议[D].东北师范大学,音乐学科教学,2012,硕士.
[7]赵成民.河北文丰实业集团扩张性发展战略研究[D].燕山大学,工商管理,2012,硕士.
[8]尹甜甜.高职院校学生婚恋观教育研究[D].华东师范大学,思想政治教育,2012,硕士.
[9]王传众.基于struts框架的网上书店系统设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[10]韩祎伟.电子政务云在社区信息化管理中的应用研究[D].上海交通大学,电子与通讯工程（专业学位）,2013,硕士.
[11]高飞,梅凯城,张元鸣,卢书芳,肖刚.基于优先数系的产品族型谱规划模型研究[J].计算机集成制造系统.
[12]汤永庐.当前中国民间借贷法律规制的研究[D].华东政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[13]王浩.教育信息化发展技术路线图研究[D].长安大学,交通信息工程及控制,2013,硕士.
[14]兰竹青.我国中央与地方政府税收划分问题研究[D].山西财经大学,财政学,2013,硕士.
[15]张天轩.自动平压平模切机主切机构的创新设计与研究[D].中北大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[16]陈志达.施工现场呈现系统研究与实现[D].华中科技大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[17]宋晗.一个悖论式的唯美主义者——论王尔德的《道连·葛雷画像》[D].浙江大学,英语语言文学,2004,硕士.
[18]徐会.关于“足”和「足」的多义性[D].吉林大学,日语语言文学,2014,硕士.
[19]宋春芃.基于石墨烯的二维复合材料的制备及其初步应用研究[D].上海交通大学,2012.
[20]欧云.钴基热电氧化物陶瓷的制备与性能表征[D].湘潭大学,材料科学与工程,2014,博士.
[21]张选举.我国影子银行法律监管研究[D].华侨大学,法律,2014,硕士.
[22]王涛.灾害预警与应急联动系统的关键问题研究[D].西北师范大学,计算机技术,2014,硕士.
[23]杨琳.独立学院课程设置研究[D].扬州大学,教育学原理,2012,硕士.
[24]齐光涛.皮划艇激流回旋项目竞技制胜因素研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[25]邓辉.黑非洲现代化的时序模式初探[D].陕西师范大学,政治学理论,2004,硕士.
[26]李晴.区域性新兴产业选择与培育研究[D].吉林大学,技术经济及管理,2014,硕士.
[27]郭树军.B公司SMT生产线MES防错系统的构建研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[28]李惠.苦参碱脂质体的实验研究[D].湖北中医学院,中药学,2004,硕士.
[29]方云泽.论网络表达自由的规范与保护[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[30]冯丽娜.S-P表分析法的教学应用研究[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[31]闫栋.髋臼前倾与髋臼横韧带走行方向的关系的研究[D].山东大学,外科学（专业学位）,2012,硕士.
[32]孟显奎.基于激光电视的色域扩展优化研究[D].山东大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[33]王秋实.纳米聚氨酯复合材料耐磨性能研究[D].北京建筑大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2013,硕士.
[34]秦凡.中国国有商业银行风险预警指标体系研究[D].武汉理工大学,国际贸易学,2003,硕士.
[35]朱大慧.意识形态视角下《断背山》中译本同性恋话语的翻译[D].四川外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[36]李慧.春秋战国时期三晋学者世界观比较研究[D].山西师范大学,专门史,2014,硕士.
[37]汪婧.“内地化”进程中康定城市空间形态演进研究[D].西南交通大学,建筑历史与理论,2013,硕士.
[38]汪国林.构建DDoS攻击检测、跟踪系统[D].南京理工大学,2003.
[39]段翰林.电力部门图档管理系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[40]吕静.我国上市公司年报自利性归因倾向研究[D].首都经济贸易大学,会计学,2014,硕士.
[41]张柯楠.利用CppUnit的面向对象程序单元测试技术研究与应用[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[42]金宏丽.狂犬病病毒SRV9株反向遗传系统的建立与初步应用研究[D].吉林大学,预防兽医学,2013,硕士.
[43]SunYuanyuan.基于语料库的商务英语信函中模糊限制语的翻译研究[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[44]刘晓敏.蒙古族传统家具的人性化设计[D].内蒙古师范大学,设计艺术学,2012,硕士.
[45]杨彦.北京市老年人力资源开发研究[D].首都经济贸易大学,人口学,2004,硕士.
[46]刘丹.CFL2基因干扰对成肌细胞C2C12肌球蛋白重链基因的影响及分子作用机制的初步探讨[D].辽宁医学院,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[47]张泽南.管理层权力、高管薪酬与上市公司盈余管理研究[D].西南财经大学,财务管理,2014,博士.
[48]孙志明.基于实验经济学的电力市场竞价模式及报价策略研究[D].浙江大学,电力系统及其自动化,2004,硕士.
[49]唐虹.预约合同法律制度研究[D].西南政法大学,民商法学,2012,硕士.
[50]周光裕.山东省进行南四湖湖草资源调查[J].植物生态学报,1965,02:320-321.