磁懸浮永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、磁懸浮永磁同步電機(jī)較一般磁懸浮電機(jī)而言具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率因素高、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前磁懸浮電機(jī)技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。本文以磁懸浮永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象，著重對(duì)磁懸浮永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、非線性解耦控制、無傳感器技術(shù)、數(shù)字控制系統(tǒng)等方面進(jìn)行了研究。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 首先，針對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不足，構(gòu)造了一種新型五自由度磁懸浮永磁同步電機(jī);基于磁軸承與磁懸浮電機(jī)原理，分別推導(dǎo)出了三自由度徑/軸向混合磁軸承和二自由度磁懸浮永磁同步

2、電機(jī)的懸浮力數(shù)學(xué)模型，給出了其轉(zhuǎn)矩模型;在此基礎(chǔ)上，建立了五自由度磁懸浮永磁同步電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程。
　　 其次，為解決傳統(tǒng)逆系統(tǒng)控制方法要求非線性系統(tǒng)模型精確已知和解析逆系統(tǒng)難以求取這兩大瓶頸問題，將逆系統(tǒng)方法與最小二乘支持向量機(jī)相結(jié)合，提出了最小二乘支持向量機(jī)α階逆系統(tǒng)控制方法，并將其應(yīng)用于五自由度磁懸浮永磁同步電機(jī)這一多變量、非線性、強(qiáng)耦合性系統(tǒng)中，對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)態(tài)解耦控制研究。在介紹了逆系統(tǒng)原理和最小二乘支持向量機(jī)原理的前提下

3、，研究了基于最小二乘支持向量機(jī)α階逆系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法;分析了系統(tǒng)可逆性，運(yùn)用Matlab仿真軟件對(duì)其進(jìn)行了仿真研究，對(duì)所提出的解耦控制方法進(jìn)行性能分析。
　　 再次，針對(duì)在特殊場(chǎng)合中機(jī)械傳感器難以滿足磁懸浮電機(jī)運(yùn)行要求等問題，將模型參考自適應(yīng)控制算法應(yīng)用于磁懸浮永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中，對(duì)磁懸浮永磁同步電機(jī)進(jìn)行了無速度傳感器控制方法研究，選取了電機(jī)系統(tǒng)的可調(diào)模型和參考模型，推導(dǎo)出了模型參考自適應(yīng)律，并且用Matlab/Simulin

4、k仿真軟件對(duì)無傳感器控制效果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　 最后，采用TI公司的TMS320F2812DSP芯片作為五自由度磁懸浮永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器，設(shè)計(jì)了數(shù)字控制系統(tǒng)。
　　 通過理論研究和仿真試驗(yàn)表明:針對(duì)新型五自由度磁懸浮永磁同步電機(jī)系統(tǒng)，采用最小二乘支持向量機(jī)α階逆系統(tǒng)控制方法能夠成功實(shí)現(xiàn)其多變量之間的動(dòng)態(tài)解耦控制;采用模型參考自適應(yīng)法對(duì)磁懸浮永磁同步電機(jī)的無傳感器控制是可行的。本文構(gòu)建的硬件平臺(tái)，為進(jìn)一步