Panasonic伺服電機(jī)對(duì)阻力未知時(shí)不同電機(jī)反應(yīng)簡(jiǎn)析

    Panasonic伺服電機(jī)對(duì)阻力未知時(shí)不同電機(jī)反應(yīng)簡(jiǎn)析
    Panasonic伺服電機(jī)具有強(qiáng)耦合、非線性、不確定性和多變量等特點(diǎn)，并且由于端部開(kāi)斷磁場(chǎng)不封閉引起的端部效應(yīng)，這造成建立的數(shù)學(xué)模型非常困難。而些傳統(tǒng)的控制器都是建立在其數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上的，在很大程度上對(duì)數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生依賴，東莞電機(jī)廠控制器的控制效果取決于所設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型的程度。在客觀工程實(shí)際中，難以避免地存在著各種各樣的不滿足理想假設(shè)條件的影響因素，要想獲得地?cái)?shù)學(xué)模型，幾乎是不可能的。隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展，專家和學(xué)者發(fā)現(xiàn)，魯棒控制器可以在模型不是很的條件下，取得很好的控制效果。
    本章采用分層控制策略研宄永磁同步直線電機(jī)的端口受控耗散哈密頓模型的兄魯棒無(wú)源控制問(wèn)題。建立了PMSLM的端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)模型，然后在內(nèi)環(huán)控制中引入互聯(lián)與阻尼進(jìn)行參數(shù)配置，將PMSLM端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)配置到期望的平衡點(diǎn)然后驗(yàn)證其在平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性。然后進(jìn)行外環(huán)控制器設(shè)計(jì)，根據(jù)東莞電機(jī)廠魯棒控制理論設(shè)計(jì)了。魯棒控制器并進(jìn)行穩(wěn)定性分析，使系統(tǒng)對(duì)負(fù)載擾動(dòng)的魯棒性得到改善。在Simulink平臺(tái)下來(lái)驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的魯棒控制器能夠提高PMSLM端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)的抗擾能力。整個(gè)系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)思路如圖1。
    Panasonic伺服電機(jī)
    體磁致伸縮與線磁致伸縮相比，主要是是指物體體積上發(fā)生的膨脹和收縮。在鐵磁材料達(dá)到飽和磁化后，材料體積方面的變化占主要地位。對(duì)于般的鐵磁材料，外加磁場(chǎng)對(duì)體積的改變量相對(duì)較小，且由于東莞電機(jī)鐵心磁密多設(shè)計(jì)在接近飽和狀態(tài)，故本文在研宄電機(jī)的磁致伸縮時(shí)僅考慮線磁致伸縮。
    磁致伸縮效應(yīng)引起的材料長(zhǎng)度相對(duì)變化很微小，般鐵磁材料的磁致伸縮系數(shù)的數(shù)量為10-5?10-6。超磁致伸縮材料zui大可達(dá)2x10-3，超磁致伸縮非晶薄膜可達(dá)10-4。硅鋼片磁致伸縮系數(shù)約為2x10-6，鐵基非晶合金磁致伸縮系數(shù)約為26x10-6。因此，對(duì)鐵磁材料磁致伸縮的研宄需要高精密的測(cè)量設(shè)備與高標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試技術(shù)。
    Panasonic伺服電機(jī)中磁致伸縮效應(yīng)實(shí)際是個(gè)磁機(jī)械耦合問(wèn)題。通?？紤]磁致伸縮特性的有限元分析方法有兩種，種是直接將力和磁場(chǎng)耦合到個(gè)方程中，然后通過(guò)應(yīng)力應(yīng)變方程計(jì)算出磁致伸縮形變，這種方法可稱之為直接耦合方法。另種方法是算完模型的磁場(chǎng)，然后根據(jù)東莞電機(jī)磁場(chǎng)和磁致伸縮的關(guān)系將所得磁場(chǎng)計(jì)算結(jié)果代入磁致伸縮模型計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算形變大小，此種方法可稱為間接耦合方法。
    Panasonic伺服電機(jī)的建立分為兩種主要模式，分別為基于形變量的模型和基于力的模型。基于形變量的模型是利用磁致伸縮系數(shù)作為主要變量。這種方法主要是基于試驗(yàn)測(cè)量得到的相對(duì)磁致伸縮系數(shù)對(duì)應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化關(guān)系，他們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以是個(gè)能用于查詢的表格，也可以是個(gè)多項(xiàng)式擬合公式?；诹Φ哪Ｐ褪抢么胖律炜s力作為主要變量。在這種方法中，磁致伸縮力的計(jì)算方法與計(jì)算電磁力的方法相似。
    應(yīng)用虛功原理與有限元的結(jié)合計(jì)算磁致伸縮力，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的矢量磁位值，然后對(duì)位移可動(dòng)部分能量求導(dǎo)，zui后對(duì)虛位移單元進(jìn)行力的求和，得到總的磁致伸縮力。由于計(jì)算公式相對(duì)復(fù)雜，東莞電機(jī)編程計(jì)算將會(huì)有很大的困難，研宄，將采用間接耦合方法建立磁機(jī)械耦合數(shù)值模型。
    電機(jī)運(yùn)行時(shí)，引起電機(jī)的電磁振動(dòng)的因素包括電磁力和磁致伸縮兩方面。電磁力引起的振動(dòng)是因?yàn)闅庀吨薪蛔兊碾姶帕Σㄗ饔糜诙ㄗ予F心和機(jī)座使他們隨時(shí)間周期性變形，定子發(fā)生振動(dòng)，振動(dòng)的頻率就是徑向力波的頻率。磁致伸縮引起的振動(dòng)是子鐵心材料在外磁場(chǎng)中由于磁化狀態(tài)的改變，其尺寸在各個(gè)方向發(fā)生變化。