直线电机速度伺服系统vissim建模与仿真.pdf

第期组合机床与自动化加工技术.
年月& .
文章编号:———
直线电机速度伺服系统的建模与仿真
范劢超,曾岳南,吴一祥
广东工业大学自动化学院,广州
摘要:在分析永磁同步直线电机数学模型的基础上,采用速度、电流双闭环的控制结构
建立了基于/环境下矢量控制系统的仿真模型。其中速度环采用变增益控
制器,该控制器根据输入误差的大小,通过非线性函数在线改变比例增益和积分增益。仿真和实验
结果表明,系统响应速度较快、控制精度较高、运行稳定。为实现高性能的伺服控制系统设
计和调试提供了一种新的思路。
关键词:永磁同步直线电机;矢量控制;变增益控制器;;建模;仿真
中图分类号:; 文献标识码: .

—,—,
,,,
:,
. .
,
.
/ .
,.
.
: ;; ; ; ;
调试,可大大缩短系统的开发和研制的周期。本
引言
文分析了的数学模型,并运用/
直线电机是近年来国际上竞相发展的一种新型
.软件建立了的仿真模型,构建了基于动
电动机,它可以将电能直接转换成直线运动,而不需子磁场定向的矢量控制系统,给出了仿真结
要任何转换机构的电磁传动装置。在许多的工业领果波形,并且论述了基于进行控制系统设计
域里,电机要实现工作台的直线运动,在传统的旋转
的可行性。
电机传动系统中,必须经过一系列的中间环节及响
应的支撑,而直线电机采用直线驱动,具有响应快、的数学模型
精确度高、推力大等优点.。。建立永磁同步直线电机模型之前,先做如下假
目前,基于进行控制系统的建模、仿真与设:①忽略铁心饱和及温度对电机参数的影响;②不
开发的研究受到更广泛的关注。是一种功计涡流损耗和磁滞损耗;③不考虑边端效应;④不考
能强大的自动控制建模和仿真软件,该软件包含丰虑温度等因素对永磁材料的影响,认为永磁体磁场
富的控制元件库,还可将其他仿真软件中的元器件恒定。根据文献,得出在动子磁场定向控制条
容易地转化为通用数学模型。利用/ 可件下, 在—坐标系下的数学模型为:
将/设计的控制算法自动生成高质量“一∞,
∞
的语言定点代码,并直接下载到目标中进行,
收稿日期:——;修回日期:——
作者简介:范劢超一,男,广东广州人,广东工业大学自动化学院硕士研究生,主要从事电力电子技术及运动控制系统研究,研究方向
为永磁同步直线电机控制技术,—.。
· · 组合机床与自动化加工技术第期
,

式中,为每相绕组电阻; ;,为
永磁体等效磁链; ￡。为轴电感; ,为动
子速度折算成的旋转电机角速度,∞/;为动子
速度;为磁极中心距;由式可推导出推力方程为:
:
一
图口轴电流计算模块
当时,电机推力为:
一

电机的机械运动方程为:
~ 叫:.
式中,为电磁推力; 为动子总质量;为粘滞摩
擦系数;为负载阻力; /定义为电机推固.『霭
力常数。式~
图电磁推力与机械运动模块
的电机模型。.
. 矢量控制模块
矢量控制系统的建模
矢量控制的基本思想是:把三相静止坐标系下
. 伺服系统总体控制