导读:本文包含了永磁平面电机论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:动圈式永磁平面电机,Halbach永磁阵列,实时电流分配,无位置传感器控制
永磁平面电机论文文献综述
陆华才,阮光正,郭欣欣[1]（2018）在《动圈式永磁平面电机无位置传感器控制策略》一文中研究指出针对动圈式永磁平面电机的无位置传感器控制问题,提出一种结合电路能量守恒定律,利用卡尔曼滤波算法进行状态估计得到的动子位置信息来进行实时电流分配,产生作用于动子的悬浮力和水平推力的无位置传感器控制策略。该策略通过实时获取动子线圈端电压和端电流计算得出总功率,减去动子线圈消耗热功率得到推力作用于动子的机械功率,此机械功率在恒定推力控制下反应动子采样时间间隔内位移的大小,以此建立动子位置、速度、加速度的卡尔曼滤波估计算法模型。在此基础上,对控制算法以及控制策略所产生的推力进行仿真,仿真结果验证了控制策略的正确性。(本文来源于《电机与控制学报》期刊2018年11期）
阮光正[2]（2018）在《动圈式永磁平面电机无位置传感器控制研究》一文中研究指出永磁平面电机在结构多样性、推力密度、控制精度、低速性能、能量损耗等方面较传统电机具有较大的综合优势,因此一直吸引着国内外学术界和工程界进行不断的研制和更新。本文以动圈式永磁平面电机为研究对象,在建立受力模型、解耦运动控制、z轴上动子的起浮和下降运动控制、xy平面上的动子无位置传感器运动控制等方面进行了研究,具体内容如下:1.介绍了动圈式永磁平面电机的基本结构、定子Halbach永磁阵列的磁场解析数学模型,推导出动子线圈的受力解析数学模型,总结了动圈式永磁平面电机的平面运动下的基本方程,提出了动圈式永磁平面电机的静止叁相/移动两相坐标变换矩阵,做功电流和去耦电流新理论,并基于此概念推导了电磁力电流分配方程及其他相关变换矩阵,在数学化的总结后,将动圈式永磁平面电机的控制引入到做功和去耦域进行讨论,并进行电压型电磁力控制系统的设计。2.分析了动子在移动坐标系下电磁力控制方法下在z轴上的运动过程,提出了“假气隙点”概念,推导出了“假气隙点”位置与期望气隙点位置的数学关系表达式和动子起浮至期望气隙点和下降至零高度的时间计算积分公式,并给出了平稳起浮和下降控制策略。“假气隙点”现象表现为:动子停留在零位置时,对线圈分配“假气隙点”恒定电流,在此电流驱动下动子运行至期望气隙点处速度为零;动子悬浮在期望气隙点位置时,对线圈分配“假气隙点”恒定电流,在此电流驱动下动子运行至零位置处速度为零。利用上述现象,通过切换电流使动子在零位置和气隙点之间平稳移动。仿真结果表明动子运行误差、抖动很小,证明了控制策略的正确性。3.结合电路能量守恒定律,提出了利用卡尔曼滤波算法进行状态估计得到的动子位置信息来进行电磁力控制产生作用于动子的悬浮力和水平推力的无位置传感器控制策略。该策略通过实时获取动子线圈端电压和端电流计算得出总功率,减去动子线圈消耗热功率得到推力作用于动子的机械功率,此机械功率在恒定推力控制下反应动子采样时间间隔内位移的大小,以此建立动子位置、速度、加速度的卡尔曼滤波估计算法模型。在此基础上,针对控制算法以及控制策略的所产生的推力进行仿真,仿真结果验证了控制策略的正确性。(本文来源于《安徽工程大学》期刊2018-06-01）
计志恒[3]（2018）在《五相永磁同步电机双平面矢量控制技术研究》一文中研究指出在需要大功率的一些场合,叁相电机由于额定功率的限制,往往很难满足要求。因此,多相电机被认为是传统电机最具潜力的替代品。相数增多,自由度也随之增加。利用这些特性,在设计电机驱动系统时,方法更加多样,手段更加灵活。为了使电机调速范围更宽、谐波含量可控,本文采用了双平面矢量控制技术。由于速度环响应不理想,引入了柔性变结构控制算法(FVSC)。最后,以TMS320F2812为核心构建电机实验平台,实现了本文所研究的控制算法。本文主要研究内容如下:首先分析了 BLDCM与PMSM的电磁转矩,引出了一种新型的五相PMSM(NFPMSM)。之后,基于经典的电机建模分析理论,推导了 NFPMSM在自然坐标系下的数学模型。为了使NFPMSM时变的参数常数化,引进了 N相系统的Park变换。着重分析了五相系统的谐波分布,得出谐波都分布在叁个平面上。其中,两个平面对转矩的生成有帮助作用。因此,通过变换,得出了NFPMSM的双平面数学模型。然后深入研究了双平面矢量控制技术。指出了传统的单平面两矢量SVPWM的实现方法仅仅在α1-β1平面上有效,而在α3-β3平面上的矢量处于不可控状态。在这种背景下,研究了双平面四矢量SVPWM的实现方法。这种新的方法,使在α1-β1平面和α3-β3平面上的矢量都处于可控状态,并且减小了开关损耗,使波形变的平滑。因为α1-β1平面和α3-β3平面输出为交流量,而d-q平面和d3-q3平面输出为直流量。为了更容易观察α1-β1平面和α3-β3平面的矢量合成情况,决定在d-q平面和d3-q3平面上观察控制效果。从仿真结果中,可以得出双平面四矢量SVPWM控制算法具有很大的灵活性,在需要大转矩的地方,可以适量添加一些谐波;而在需要转矩平滑的地方,完全消除谐波。除此之外,还对速度环进行了优化,引进了一种新型的FVSC算法,以及根据NFPMSM的自身特点设计了与之适应的速度控制器。最后,在MATLAB/SIMULINK下,将传统PI控制系统作为对照,证明了 FVSC控制比PI控制更平稳且无超调量。最后研究了 NFPMSM双平面矢量控制的硬件和软件构成,在搭建好的NFPMSM实验平台上进行了实验,验证了 NFPMSM启动、加速和负载变化时的性能以及FSVC的控制效果。(本文来源于《江苏大学》期刊2018-04-01）
陆华才,阮光正[4]（2017）在《动圈式永磁平面电机平稳起浮与下降无位置传感器控制策略》一文中研究指出针对动圈式永磁平面电机无位置传感器控制起浮过程中出现的误差过大、抖动以及下降过程中撞击定子表面等问题,分析了在实时电流分配策略下动子的移动过程,提出了"假气隙点"概念,推导出了"假气隙点"位置与期望气隙点位置的数学关系表达式和动子起浮至期望气隙点和下降至零高度的时间计算积分公式,并给出了平稳起浮和下降控制策略。"假气隙点"现象表现为动子停留在零位置时,对线圈分配"假气隙点"恒定电流,在此电流驱动下动子运行至期望气隙点处速度为0;动子悬浮在期望气隙点位置时,对线圈分配"假气隙点"恒定电流,在此电流驱动下动子运行至零位置处速度为0。控制策略利用上述现象,通过切换电流使动子在零位置和气隙点之间平稳移动。仿真结果表明,动子运行误差、抖动很小,证明了控制策略的正确性。(本文来源于《电子测量与仪器学报》期刊2017年09期）
齐东旭,崔皆凡[5]（2017）在《基于相平面分区控制器的永磁同步电机控制方式的研究》一文中研究指出本文在现有的永磁同步电机控制方式基础上,提出一种新型的基于相平面分区控制永磁同步电机方式,将相平面分区控制作为速度控制器控制永磁同步电机。这种控制方法采用了仿人的逻辑控制方式,将偏差-偏差变化率平面图划分为九个工况点,对象运行状态进入不同点时,随之产生不同的控制力,所施加的控制力在一定时间内补偿或者消耗系统的能量,这种控制器具有很强的控制对象适应性,简化了控制算法。与PID相比能够有效地减小系统响应时间,消除系统稳态误差,提高系统的鲁棒性。(本文来源于《第十四届沈阳科学学术年会论文集（理工农医）》期刊2017-08-31）
朱翼先,胡金春,杜胜武,高阵雨,陈龙敏[6]（2017）在《基于历史与磁检测信息的永磁同步平面电机定位方法（英文）》一文中研究指出通过检测永磁同步平面电机固有的空间磁场实现平面叁自由度定位,能够简化运动位移传感器的结构布局,对电流相位的确定和运动控制的精度实现具有重要意义。然而,由于磁场空间分布的非线性,若直接采用常规的数学方法计算叁自由度位移,会导致问题极其复杂且求解精度低。本文从信息融合的角度,运用电机运动的连续性与惯性,提出一种顺序求解算法,可实现平面叁自由度位移的高精度、快速求解。该算法基于电机的历史位移和磁场检测信息,解决了原方法由于计算模型限制导致的收敛速度慢的问题。这种基于顺序求解的定位方法较原方法提高了位移分辨率和计算效率,为实现永磁同步平面电机的高精度运动控制铺平道路。(本文来源于《电工技术学报》期刊2017年12期）
张新华[7]（2017）在《动圈式磁悬浮永磁平面电机设计与控制研究》一文中研究指出随着精密工程技术领域生产规模和技术水平的快速发展,相关行业对多自由度精密定位台的需求在不断增加,对其定位精度、响应速度、自由度维数等性能的要求也在不断提高。传统的二维定位平台采用机械迭加方式,存在侧隙、变形、摩擦、结构复杂和运动质量大等固有缺点,导致其定位精度和响应速度很难达到满意水平。磁悬浮永磁平面电机(Magnetically Levitated Permanent Magnet Planar Motor,MLPMPM)无需额外机械导轨支撑,直接驱动动子实现六自由度运动,具有结构简单紧凑、无机械摩擦、定位精度高、响应速度快等优点,在现代高端装备制造领域具有极大的应用潜力。本文在国家自然科学基金(51175296)的资助下,以一种无铁心动圈式MLPMPM为研究对象,围绕运行机理、结构设计、电磁分析、参数优化、解耦控制和数字控制系统设计等方面开展研究。在此基础上,设计了 MLPMPM的综合实验平台并开展了相关的实验研究,验证了方法和结论的正确性。论文的主要研究工作概略如下:(1)以减小磁场谐波含量为目标,提出了一种新型的二维磁钢阵列结构。在分析典型Halbach二维磁钢阵列气隙磁场分布的基础上,对二维磁钢阵列进行了重构,设计出新型二维磁钢阵列,并建立了气隙磁场的谐波解析模型;以“磁场基波磁密幅值尽可能大且磁场畸变尽可能小”为目标优化设计了新型磁钢阵列的主要参数;建立了有限元仿真模型并开展数值验证研究,结果表明新型磁钢阵列产生的磁场具有更高的基波磁通密度、更小的谐波畸变率和更一致的基波磁通密度幅值。(2)为减小推力波动和耦合推力/转矩,提出了“四线圈”的线圈阵列结构。在二维磁钢阵列磁场基波解析模型的基础上,采用洛伦兹力法建立了单线圈的推力模型,对其受力特征进行了分析;基于单线圈推力模型设计了“四线圈”型线圈阵列,可以有效消除偶次谐波磁场引起的推力波动和抑制线圈短边产生的耦合推力/转矩,使MLPMPM具有更好的控制性能;建立了动子线圈的推力和转矩模型,以最大推力功耗比为目标优化设计了线圈参数。(3)针对MLPMPM多输入多输出、强耦合、多自由度的特点,提出了 MLPMPM的解耦控制策略,设计了 MLPMPM的六自由度运动定位控制系统。基于MLPMPM的推力/转矩数学模型和id、fq解耦电流分配思想,提出MLPMPM的解耦电流分配方案,从物理层面实现了 MLPMPM六自由度运动的解耦;建立了参数化有限元计算模型,并开展仿真计算研究,证明了解耦策略的正确性;建立了 MLPMPM解耦系统的动力学方程,提出了 MLPMPM的六自由度定位控制策略,构建了控制系统的仿真验证平台,仿真结果验证了控制系统的正确性和有效性。(4)针对MLPMPM出现动子偏航后模型失效的问题,建立了小角度偏航状态下推力模型,提出了 MLPMPM六自由度定位控制的修正方案。分析了 MLPMPM动子小角度偏航情形下的受力情况,建立了 MLPMPM小角度偏航时一维线圈简化推力模型和等效推力模型;基于等效推力模型提出MLPMPM小角度偏航状态下电流补偿方案和相位校正方法,并通过有限元仿真验证了修正方案的正确性和有效性;基于电流补偿方案和相位校正方法,对MLPMPM的六自由度运动定位控制方案进行了修正。(5)搭建了 MLPMPM综合实验平台,开展相关的实验研究。设计了 MLPMPM的静态实验平台并开展静态实验研究,验证了解耦电流分配方案的正确性;基于DSP TMS320 F28335构建了 MLPMPM的数字控制的硬件系统和软件系统,开展MLPMPM基于位置-速度双闭环PID控制和自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)的动态实验研究;对闭环控制系统的动态性能进行分析,验证了 MLPMPM在小角度偏航情况下ADRC控制策略的有效性。(本文来源于《江苏大学》期刊2017-04-18）
赵巧妮[8]（2017）在《基于二维关键参数平面的永磁同步电机参数设计》一文中研究指出提出一套基于二维关键参数平面的设计方法,以一系列等高图反映恒功率弱磁倍数、额定电流、过载电流等性能指标,可以方便地选取关键参数,进而得到各个电机参数。该方法参数设计过程简单,并且可以实现额定电流和过载电流的优化选取。(本文来源于《船舶工程》期刊2017年04期）
朱庆[9]（2017）在《动圈式磁悬浮永磁平面电机建模与运动控制研究》一文中研究指出磁悬浮永磁平面电机(Magnetically Levitated Premanent Magnet Planar Motor,MLPMPM)是一种新型平面运动机构,动子悬浮于定子表面并实现大行程平面运动。由于磁浮方式无机械接触,MLPMPM具有结构简单、无摩擦磨损和运动质量轻等特点,是新型高性能光刻机的核心驱动部件以及下一代极紫外光刻机的必需部件。本文以分析和解决动圈式MLPMPM的悬浮控制及平面定位为主线,对电机的电磁力建模、耦合分析、鲁棒控制器设计以及控制系统集成等一系列问题进行了深入研究,取得了如下的成果:首先,结合Halbach磁阵列磁感应强度分布的基波模型和简化线圈模型,根据Lorentz力法则建立单线圈推力/转矩的数学模型,进而推广到整组线圈。根据期望的推力/转矩,提出一种用于实现电机推力与转矩、转矩与转矩之间解耦的电流分配策略。基于上述电流分配方案,在Maxwell 3D有限元仿真软件中对动子偏航时沿水平和轴垂直方向的电磁力进行仿真与分析,并拟合一般关系式,为动圈式MLPMPM抗干扰控制奠定理论基础。其次,结合动子偏转时电磁力变化特性以及起浮时定子磁场强度随高度急剧下降的特点,基于ADRC控制算法设计了动圈式MLPMPM叁自由度控制器。在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,对水平和垂直方向突加负载和扰动的情况下进行仿真研究,分析了ESO模块对于综合扰动的估算效果,验证了该系统的可行性。最后,利用工控机、DAQ卡、电流转换器、位置、传感器平面电机实验样机等搭建实验平台,对电机水平和垂直方向的运动进行了实验验证,并与仿真结果进行对比和分析,证明了该控制系统的有效性。综上所述,本文提出的电流解耦策略以及所设计的叁自由度控制系统能够实现动圈式MLPMPM的高精度和高速定位,通过所搭建的实验平台验证了其可靠性,对于进一步开发高精度大行程的平面定位装置具有一定的理论意义与实用价值。(本文来源于《江苏大学》期刊2017-04-01）
骆浩[10]（2016）在《动圈式磁悬浮永磁平面电机优化设计与运动控制》一文中研究指出平面电机不需要中间转换机构便可直接实现二维平面运动,具有定位精度高、加速度大、响应速度快等特点。相比于其他各类的平面电机,动圈式磁悬浮永磁平面电机具有结构简单、效率高、无摩擦、适应真空工作环境等优点。本文以动圈式磁悬浮永磁平面电机为研究对象,在Halbach型定子磁场优化、电磁推力/转矩建模及动子线圈优化、六自由度解耦电流分配及运动控制、有限元仿真及实验等方面进行了研究,具体内容如下:首先,在分析动圈式磁悬浮永磁平面电机工作原理和拓扑结构的基础上,建立了二维Halbach定子磁钢阵列磁场谐波模型,提出了“平均基波幅值应尽可能大,平均相对均方差应尽可能小”的磁钢优化原则和“总谐波畸变率应尽可能小,基波幅值应尽可能大”的磁钢优化原则。通过将所得优化结果和已有文献中的磁钢参数进行有限元对比和实验验证,证明了本文所提出的磁钢参数设计方案可以很好的降低磁场高次谐波,尤其是含量较高的2次谐波。其次,结合气隙磁密基波解析模型及线圈等效简化模型,利用洛伦兹力法,对通电线圈电流微元的受力情况进行了研究,进而给出了动圈式磁悬浮永磁平面电机动子线圈的推力/转矩数学模型,为平面电机推力/转矩分配提供了理论依据。提出了“推力功耗比最大”的线圈优化准则,并根据此优化准则对动子线圈尺寸进行了优化,使得平面电机在输出相同推力的情况下,能量损耗最小。然后,针对平面电机具有六自由度运动的特点,利用期望推力/转矩给出了动圈式磁悬浮永磁平面电机电流分配策略,此电流分配策略可以有效的实现推力/转矩的六自由度完全解耦。针对平面电机起浮运动过程,研究了悬浮力随竖直位移呈指数衰减特性对电机控制性能的影响,设计了基于PID位置反馈的运动控制器,结果表明,系统在PID控制器的控制下具有很强的抗干扰性和良好的鲁棒性。最后,利用Ansoft有限元仿真软件建立叁维仿真模型,采用PC+DSP28335+驱动板+样机+传感器的方式搭建样机实验平台,对平面电机反电势、z向悬浮力和x向水平推力/转矩进行了仿真及实验,将理论解析值、有限元仿真值和静态实验测量值进行对比,叁者结果的一致性证明了解析模型、有限元仿真模型和样机的正确性。(本文来源于《江苏大学》期刊2016-04-01）
永磁平面电机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
永磁平面电机在结构多样性、推力密度、控制精度、低速性能、能量损耗等方面较传统电机具有较大的综合优势,因此一直吸引着国内外学术界和工程界进行不断的研制和更新。本文以动圈式永磁平面电机为研究对象,在建立受力模型、解耦运动控制、z轴上动子的起浮和下降运动控制、xy平面上的动子无位置传感器运动控制等方面进行了研究,具体内容如下:1.介绍了动圈式永磁平面电机的基本结构、定子Halbach永磁阵列的磁场解析数学模型,推导出动子线圈的受力解析数学模型,总结了动圈式永磁平面电机的平面运动下的基本方程,提出了动圈式永磁平面电机的静止叁相/移动两相坐标变换矩阵,做功电流和去耦电流新理论,并基于此概念推导了电磁力电流分配方程及其他相关变换矩阵,在数学化的总结后,将动圈式永磁平面电机的控制引入到做功和去耦域进行讨论,并进行电压型电磁力控制系统的设计。2.分析了动子在移动坐标系下电磁力控制方法下在z轴上的运动过程,提出了“假气隙点”概念,推导出了“假气隙点”位置与期望气隙点位置的数学关系表达式和动子起浮至期望气隙点和下降至零高度的时间计算积分公式,并给出了平稳起浮和下降控制策略。“假气隙点”现象表现为:动子停留在零位置时,对线圈分配“假气隙点”恒定电流,在此电流驱动下动子运行至期望气隙点处速度为零;动子悬浮在期望气隙点位置时,对线圈分配“假气隙点”恒定电流,在此电流驱动下动子运行至零位置处速度为零。利用上述现象,通过切换电流使动子在零位置和气隙点之间平稳移动。仿真结果表明动子运行误差、抖动很小,证明了控制策略的正确性。3.结合电路能量守恒定律,提出了利用卡尔曼滤波算法进行状态估计得到的动子位置信息来进行电磁力控制产生作用于动子的悬浮力和水平推力的无位置传感器控制策略。该策略通过实时获取动子线圈端电压和端电流计算得出总功率,减去动子线圈消耗热功率得到推力作用于动子的机械功率,此机械功率在恒定推力控制下反应动子采样时间间隔内位移的大小,以此建立动子位置、速度、加速度的卡尔曼滤波估计算法模型。在此基础上,针对控制算法以及控制策略的所产生的推力进行仿真,仿真结果验证了控制策略的正确性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
永磁平面电机论文参考文献
[1].陆华才,阮光正,郭欣欣.动圈式永磁平面电机无位置传感器控制策略[J].电机与控制学报.2018
[2].阮光正.动圈式永磁平面电机无位置传感器控制研究[D].安徽工程大学.2018
[3].计志恒.五相永磁同步电机双平面矢量控制技术研究[D].江苏大学.2018
[4].陆华才,阮光正.动圈式永磁平面电机平稳起浮与下降无位置传感器控制策略[J].电子测量与仪器学报.2017
[5].齐东旭,崔皆凡.基于相平面分区控制器的永磁同步电机控制方式的研究[C].第十四届沈阳科学学术年会论文集（理工农医）.2017
[6].朱翼先,胡金春,杜胜武,高阵雨,陈龙敏.基于历史与磁检测信息的永磁同步平面电机定位方法（英文）[J].电工技术学报.2017
[7].张新华.动圈式磁悬浮永磁平面电机设计与控制研究[D].江苏大学.2017
[8].赵巧妮.基于二维关键参数平面的永磁同步电机参数设计[J].船舶工程.2017
[9].朱庆.动圈式磁悬浮永磁平面电机建模与运动控制研究[D].江苏大学.2017
[10].骆浩.动圈式磁悬浮永磁平面电机优化设计与运动控制[D].江苏大学.2016
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