同心式绕组磁悬浮永磁同步平面电机建模及控制技术研究

目录

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第 1 章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 磁悬浮平面电机控制及其相关技术国内外研究现状

1.2.1 磁悬浮平面电机电磁建模

1.2.2 磁悬浮平面电机电磁力和转矩解耦

1.2.3 磁悬浮平面电机多自由度运动控制

1.3 磁悬浮平面电机控制的关键问题

1.4 本文的主要研究内容

第 2 章 同心式绕组磁悬浮 PMSPM 电磁建模

2.1 引言

2.2 同心式绕组磁悬浮 PMSPM 结构特点及工作原理

2.2.1 同心式绕组磁悬浮 PMSPM 结构特点

2.2.2 同心式绕组磁悬浮 PMSPM 工作原理

2.2.3 磁悬浮 PMSPM 性能测试

2.3 HALBACH 永磁阵列磁场建模

2.3.1 坐标定义及变换

2.3.2 动子坐标系下磁场建模

2.4 电磁力和转矩精确建模

2.4.1 直线部分建模

2.4.2 弯角部分建模

2.4.3 磁悬浮 PMSPM 电磁模型

2.5 电磁模型验证

2.5.1 电磁力和转矩特性分析

2.5.2 电磁模型精度验证

2.5.3 电磁模型实时性验证

2.6 本章小结

第 3 章 磁悬浮 PMSPM 电磁力和转矩解耦控制

3.1 引言

3.2 磁悬浮 PMSPM 电磁力和转矩耦合特性分析

3.2.1 带电导体在永磁阵列中力特性分析

3.2.2 三相绕组耦合特性分析

3.2.3 磁悬浮 PMSPM 耦合特性分析

3.3 磁悬浮 PMSPM 解耦控制

3.3.1 磁悬浮 PMSPM 能控性验证

3.3.2 基于广义逆矩阵的解耦算法

3.3.3 解耦电流特性分析

3.3.4 开环解耦控制实验

3.4 基于扩张状态观测器的动态补偿

3.4.1 解耦动态补偿设计

3.4.2 解耦动态补偿仿真分析

3.5 本章小结

第 4 章 磁悬浮 PMSPM 六自由度动力学建模及控制

4.1 引言

4.2 六自由度动力学建模

4.2.1六自由度运动方程

4.2.2 z 方向重力补偿建模

4.3 控制律及控制系统精度分析

4.3.1 六自由度控制系统结构

4.3.2 磁悬浮系统控制律分析

4.3.3 扰动及噪声条件下系统位置精度分析

4.3.4 模型偏差对位置精度影响分析

4.4 变论域模糊 PID 闭环控制

4.4.1 模糊 PID 控制

4.4.2 模糊 PID 控制仿真分析

4.4.3 变论域分析

4.4.4 变论域模糊 PID 控制仿真分析

4.5 本章小结

第5章 磁悬浮PMSPM控制平台搭建及运动特性分析

5.1 引言

5.2 六自由度运动控制平台设计及位置测量

5.2.1 运动控制平台及程序结构

5.2.2 位置测量及解算

5.2.3 控制系统实时性分析

5.3 磁悬浮 PMSPM 单自由度运动控制

5.3.1 x 和 y 轴水平运动控制

5.3.2 z 轴悬浮运动控制

5.3.3 θx、θy和 θz轴转动运动控制

5.4 磁悬浮 PMSPM 六自由度运动控制

5.4.1 悬浮定位控制

5.4.2 水平运动控制

5.4.3 负载条件下运动控制

5.5 磁悬浮 PMSPM 加速度前馈控制

5.5.1 加速度前馈系数特性分析

5.5.2 基于协方差重置最小二乘法加速度前馈控制

5.5.3 位置轨迹跟随实验及分析

5.6 本章小结

结 论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

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致 谢

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