【摘 要】
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随着多电技术的发展,越来越多的民用飞机开始采用电作动技术。电作动技术的核心是作动电机的控制。而目前民机上常用的是旋转电机带动滚珠丝杠来输出需要的直线位移,直线电机的应用较少。而直线电机相比旋转电机而言,既有起动推力大、结构简单、可靠性高等优点,同时由于不需要额外的传动机构,能够直接对负载输出直线位移,其响应速度和工作效率也远远超过了旋转电机,因此,直线电机在多电飞机上的应用前景广阔。然而直线电机系
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随着多电技术的发展,越来越多的民用飞机开始采用电作动技术。电作动技术的核心是作动电机的控制。而目前民机上常用的是旋转电机带动滚珠丝杠来输出需要的直线位移,直线电机的应用较少。而直线电机相比旋转电机而言,既有起动推力大、结构简单、可靠性高等优点,同时由于不需要额外的传动机构,能够直接对负载输出直线位移,其响应速度和工作效率也远远超过了旋转电机,因此,直线电机在多电飞机上的应用前景广阔。然而直线电机系统是一个复杂的非线性系统,系统中存在大量非线性因素以及不确定的外界扰动,使得电机控制精度降低,影响整个系统的控制效果,而高性能的控制策略能够使直线电机获得良好的动静态性能,同时提高系统鲁棒性。因此,本文以永磁同步直线电机(Permanent Magnet Synchronous Linear Motor,PMLSM)为研究对象,着重研究了目前应用最广泛的矢量控制(Vector Control,VC)以及直接推力控制(Direct Thrust Force Control,DTFC),通过MATLAB/Simulink工具箱建立了永磁同步直线电机矢量控制系统模型以及直接推力控制模型,通过仿真实验对比发现,矢量控制具有更好的稳态性能,而直接推力控制则具有更好的动态响应性能。根据矢量控制以及直接推力控制各自的特点,采用了使用变速积分PID控制以及滑模变结构控制对矢量控制系统进行优化,使用扇区细分以及占空比调制对直接推力控制进行优化。通过建模仿真研究表明,变速积分PID控制以及滑模控制能够有效提升矢量控制的动态响应性能以及抗干扰性能;而扇区细分以及占空比调制则在不影响动态性能的前提下,有效减小了直接推力控制系统的磁链以及推力波动,提高了稳态性能。
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