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随着世界机床制造业的发展,数控机床正向着高速、精密、智能、绿色的方向发展。直线电机已经成为了高档数控设备的主要功能部件,提高直线伺服驱动技术是加工制造业未来的发展趋势。本文围绕着直驱永磁同步直线电机,进行了广泛的研究,总结了该领域的研究成果、研究热点,在利用仿真分析和实验验证的基础上主要进行了以下工作: 第一,针对直线电机的特殊结构,利用有限元及仿真分析等研究方法对直线电机非线性因素进行了研究。主要包括端部磁阻力、齿槽磁阻力、摩擦力、推力、直驱技术等非线性因素的研究,分析了非线性因素产生原因及影响因子。 第二,在前一部分的基础上,针对非线性因素影响因子对直线电机进行结构改进,减小了端部磁阻力和齿槽磁阻力在额定推力中的比值,消除了因负载变化引起的摩擦力非线性波动。 第三,在建立永磁同步直线电机数学模型及非线性分析的基础上,对比原有PID控制策略提出了模糊PID控制策略;针对永磁同步直线电机提出了模糊自适应控制策略;将先进的无源控制策略应用于永磁同步直线电机,并且加入了阻尼注入方式改进了无源控制器抑制了负载变化对无源控制器的影响,并进行了仿真验证。 第四,利用实验室现有实验平台对提出的模糊PID控制策略进行实验验证,验证了利用新驱动方法控制的永磁同步直线电机的伺服性能。