一、SIMULATION RESEARCH ON CHARACTERISTICS OFPERMANENT MAGNET LINEAR SYNCHRONOUS MOTOR（论文文献综述）
金鸿雁[1]（2021）在《高精度永磁直线同步电动机互补滑模控制策略研究》文中进行了进一步梳理永磁直线同步电动机（PMLSM）作为直驱传动机构的核心单元,以其高速度、高精度、高效率的优点被广泛应用于高档数控机床、微电子设备、精密测量和IC制芯等高端制造领域中,具有十分广阔的应用前景。然而,由于在结构上省去了中间机械传动环节,参数变化、负载扰动和摩擦力等不确定性因素会直接作用于电机动子上,增加了电气控制的难度,从而直接影响高精度数控加工系统的性能。因此,在高精度微进给控制领域,必须站在高层次,在考虑不确定性对系统影响的前提下,研究直线电机伺服进给系统的控制策略,对于理论分析和工程实践均具有十分重要的意义。本文面向高速高精密加工,以PMLSM为研究对象,重点解决其易受不确定性因素影响而降低伺服性能的问题。以滑模控制（SMC）为基础,结合反推控制、神经网络控制等方法对直线伺服系统位置跟踪展开研究,以兼顾高档数控机床对高精度伺服系统的鲁棒性和跟踪性的双重要求。主要研究内容如下:（1）在阐述PMLSM基本结构和工作原理的基础上,对PMLSM的电压、磁链、电磁推力和运动方程等进行分析与推导,建立含有参数变化、负载扰动等不确定性因素的机电耦合系统模型,并对影响电机伺服性能的不确定性因素逐一分析,为控制系统的研究与总体设计提供理论基础。（2）针对PMLSM伺服系统易受参数变化、负载扰动等影响的问题,在SMC的基础上,通过引入互补滑模面的方式,设计互补滑模控制（CSMC）方法克服不确定性因素对系统的影响,提高系统位置跟踪精度。同时,为解决CSMC固定边界层内鲁棒性差的问题,引入接近角的概念对边界层进行优化,提出全局CSMC方法,在不影响系统快速性和跟踪性的前提下,有效地削弱了抖振,提高系统对不确定性因素的鲁棒性。仿真结果表明,同SMC和CSMC相比,全局CSMC可以有效减小位置跟踪误差,提高系统的位置跟踪精度。（3）为实现系统的全局稳定性和完全鲁棒性,同时解决控制器参数选取困难的问题,提出将反推控制理论、二阶SMC思想与CSMC相结合的自适应反推二阶CSMC方法,确保PMLSM伺服系统的位置跟踪性能。通过利用位置误差和虚拟变量误差设计滑模面,自适应反推二阶CSMC既继承了反推控制全局稳定性和二阶SMC完全鲁棒性的优点,又拥有了CSMC的跟踪误差减半的优点。此外,针对系统中不确定性因素上界值难以选取的难题,设计自适应律估计系统不确定性因素并在线对控制器参数进行调整。仿真结果验证了该方法可行有效,能够提高系统的位置跟踪精度,对于不确定性因素有较强的鲁棒性。（4）为进一步估计系统不确定性因素,提升PMLSM系统的伺服性能,设计了基于Gegenbauer递归模糊神经网络（GRFNN）和鲸鱼优化算法（WOA）的智能反推二阶CSMC方法,从而提高系统对不同参考轨迹的跟踪性能。在自适应反推二阶CSMC的基础上,采用GRFNN替换原有的自适应律,用于逼近系统不确定性因素,实时反馈动态信息,避免经验选取控制器参数而无法保证最优性能的问题。同时利用WOA优化网络权重,加快神经网络学习速率,结合离线训练、在线学习的方式,解决神经网络在线训练影响系统动态性能的问题,进一步提高系统的伺服性能。仿真结果表明,智能反推二阶CSMC方法在提高系统位置跟踪精度和鲁棒性方面具有明显的优越性。（5）最后,搭建基于Links-RT的PMLSM系统实验平台以验证所提出的控制算法的有效可行性。Links-RT是基于实时仿真机和电机,辅以软件、硬件配置而成的实时仿真实验设备,具有高可靠性和强实时性。采用两台直线电机对拖的加载实验方案,针对本文设计的控制方案开展了额定参数实验、参数变化实验和变载实验等,实验结果验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。
谭强[2]（2021）在《精密永磁直线同步电机电磁力波动分析与抑制研究》文中进行了进一步梳理相较于传统由旋转电机和机械传动部件构成的直线运动装置,永磁直线同步电机（Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM）更易获得高推力、高速度、高动态响应和高精度等性能,在精密直线运动场合具有广泛的应用前景。然而由于初级铁芯纵向开断,PMLSM存在特有的纵向端部效应。纵向端部效应一方面与齿槽效应耦合作用,导致电机气隙磁场产生较大畸变,另一方面导致电机初级绕组排布不连续,产生绕组参数不对称效应。端部效应、齿槽效应以及绕组参数不对称效应的存在,使得PMLSM纵向推力和法向吸引力均存在一定的波动,限制了电机在超/高精密运动领域的进一步推广应用。本文以精密运动领域用PMLSM为研究对象,针对齿槽效应、端部效应、绕组参数不对称以及电枢反应对电机电磁力（纵向推力和法向吸引力）波动的作用机理展开研究,并提出初级分段式设计方案,以同时抑制电机各电磁力波动分量,最终实现电机低电磁力波动运行。针对PMLSM,首先开展推力波动产生机理研究。按照影响因素不同,逐次分析了齿槽效应、端部效应、以及绕组参数不对称对PMLSM推力波动的作用机理。利用叠加原理,构建了PMLSM齿槽效应力解析式,获得了齿槽效应力周期特性与极槽配比间的量化关系。建立了主从边界模型和矢量磁位边界模型对比分析,分别得到了端部效应对端部区域和初次级间耦合区域气隙磁场的影响规律,并构建了端部区域单端力和耦合区域脉振力解析模型。分析了端部效应影响下PMLSM的绕组参数不对称特性,建立了考虑绕组参数不对称的电机推力模型,指出绕组参数不对称将导致PMLSM产生与电枢电流呈正相关的推力波动分量。其次开展PMLSM法向力波动产生机理研究,分析揭示了齿槽效应、端部效应以及电枢反应对PMLSM法向力波动的作用机理。根据麦克斯韦张量法和叠加原理,分别建立了单铁芯齿和电机法向力波动解析模型,并借助有限元软件分析电机齿顶宽、极弧系数等关键参数对法向力波动影响规律。基于许克变换建立静态解析模型,揭示了端部效应对PMLSM端部和非端部铁芯齿法向力波动的作用机理。构建了电枢反应法向力波动分量的计算模型,进而获得了电枢反应对PMLSM法向力波动的影响规律。研究了基于初级分段设计的PMLSM电磁力波动抑制方法。首先是推力波动方面,通过建立初级分段式PMLSM定位力模型和绕组端电压模型,阐述了初级分段式设计抑制PMLSM定位力和纹波推力原理。在此基础上,进一步提出了分数极与初级分段设计组合方案,有效抑制单元电机定位力中的3次及其倍数次谐波含量,进一步降低了PMLSM推力波动率。在法向力波动方面,将其视为合力,通过建立初级分段式PMLSM法向力波动模型,揭示了初级分段式设计抑制PMLSM法向力波动原理。此外,将法向力视为分力分别作用在各初级铁芯齿表面,耦合电磁场与应力场,分析了初级分段设计前后PMLSM法向力波动对初级形变的影响规律,指明了初级分段式方案存在导致PMLSM初级铁芯形变增大的缺陷,并且当分数极方案与初级分段式方案结合后,这一缺陷被进一步放大。针对初级分段式PMLSM,开展电机初级段间耦合效应研究。采用Schwarz-Christoffel变换进行静态建模,分析了段间耦合效应对初级铁芯端部磁场的作用机理。建立了考虑耦合效应的电机推力PMLSM向力波动模型,借助有限元软件搭建分离模型,依次分析了耦合效应对PMLSM定位力、纹波推力和法向力波动的影响规律。在此基础上,提出了考虑耦合效应的初级分段式PMLSM设计准则,指出初级段间等效隔磁宽度应大于3倍等效气隙宽度,结论具有一般性。最后,搭建了直线导轨支撑结构的PMLSM测试平台,加工制作了初级整段式和初级分段式PMLSM样机,对样机定位力、静推力、法向力以及反电势等性能进行对比测试和分析,验证了本文研究内容的正确性和可行性,为初级分段式PMLSM的推广应用奠定理论和技术基础。
菅玲[3]（2020）在《低法向力波动的永磁直线同步电机的研究》文中提出单边平板型有铁心永磁直线同步电机（PMLSM）由于具有推力大,功率密度高等非突出的优点,已经开始在诸多领域得到应用。但由于齿槽效应、端部效应及磁场谐波这些因素的影响,电机在运行中初、次级之间就会存在较大的法向力波动,由于法向力波动的存在,伺服机床的操作加工精度受到了极大的影响。本文针对平板型有铁心永磁直线同步电机法向力波动的产生机理及降低方法进行了理论分析和研究,主要工作如下:首先,在确定电机电磁方案时,本文充分的考虑到电磁参数可能会对电磁振动产生的所有可能影响。电机采用14极12槽分数槽结构,分数槽结构的直线电机具有空载电动势高次谐波少,推力密度大等很多突出的优点;电机绕组采用双层绕组,双层绕组具有相对突出的电磁性能和力矩性能。其次,从气隙磁场储能的角度深入研究,通过解析法分析法向力与推力之间存在的相关性。分析单边平板型PMLSM法向力波动的产生原理,得到引起直线电机法向力波动的主要原因是端部效应和齿槽效应。用电机的无槽模型验证端部效应对直线电机法向力波动的影响,用初级无限长电机验证齿槽效应对直线电机法向力波动的影响。仿真分析得出齿槽效应对直线电机法向力波动的影响占比为28%,是不可忽略的因素。最后,基于铜片结构PMLSM的法向力波动降低了12%。从法向气隙磁密的角度出发,应用铜片结构削弱法向气隙磁密高次谐波。对比分析了加铜片结构前、后PMLSM法向力和推力波动,铜片结构PMLSM的推力和法向力波动比PMLSM都降低。对直线电机初级铁心进行模态分析,计算出电机的模态振型及不同阶次模型对应的固有频率,并且对两个电机初级铁心进行谐响应分析,计算出直线电机初级铁心的频率响应。观察频率响应曲线,PMLSM初级振动速度最大的两个值对应的频率为600Hz和3000Hz,是因为这两个频率分别接近于1阶模态下的固有频率605.91Hz和5阶模态下的固有模型2999.9Hz。
李杰[4]（2020）在《永磁直线同步电机低速性能提升技术研究》文中指出永磁直线电机具有动态响应快、推力大等特点,同时由于其采用“零传动”的机械结构,消除了传统机械传动装置带来的运动滞后和非线性误差等不利影响,使高精度直线定位成为可能,已经逐渐成为工业自动化、物流运输、轨道交通领域的研究热点之一。但由于永磁直线电机直驱无缓冲的机械结构,在电机系统低速运行条件下,外界扰动、永磁直线电机本体的定位力扰动及位移传感器低分辨率等弊端会限制低速永磁直线电机系统稳态及动态性能的提升。因此,本课题以配备低分辨率正余弦编码器的永磁直线同步电机为研究对象,以直线电机矢量控制为出发点,对永磁直线电机低速运行下的影响因素进行分析与研究,在此基础上选择合适的控制算法来抑制低速速度波动,提高永磁直线电机低速性能。针对低成本永磁直线电机中低分辨率正余弦编码器不能及时更新精确位置角度信息所造成的直线电机低速速度波动问题,将提出采用新型正余切形式的八分法进行正余弦编码器的高分辨率位置插值。对细分原理和编码器偏差影响进行理论探讨,提出相应的误差补偿措施,Simulink仿真结果验证了位置插值算法和补偿措施的正确性。针对永磁直线同步电机低速运行时,受定位力影响速度呈现周期性波动的问题,结合永磁直线电机结构特点及电机磁场分布模型,利用矢量磁位方程和磁场边界条件等,建立永磁直线同步电机齿槽效应力和端部效应力的数学解析模型,采用Maxwell 2D有限元仿真进行验证;采用定位力q轴电流瞬时注入策略抑制永磁直线电机周期性速度波动,Simulink仿真验证了定位力抑制算法的有效性。针对永磁直线电机在低速运行双PI控制下,电机动态抗扰动性能差、加载速度突变等问题,采用改进的线性自抗扰速度控制器进行抑制。考虑传统自抗扰控制器斜坡扰动观测存在稳态误差的缺陷,将提出通过级联扩张状态观测器进行改进,消除斜坡扰动的观测稳态误差,提高自抗扰控制器对不同形式扰动的观测速度和精度,提高永磁直线电机抗扰性能。仿真结果表明改进线性自抗扰控制器相较于PI和经典自抗扰控制器能更好抑制永磁直线电机动态速度变化,缩短动态恢复时间,能有效提升永磁直线电机低速动态性能。
邵光杰[5]（2020）在《永磁直线同步电机推力波动抑制与速度控制研究》文中研究指明永磁直线同步电机（PMLSM）无需中间机械传动部分的特性,使得其具有控制精准、响应速度快、效率高、推力大等特点,已广泛应用于数控机床、工业伺服系统等领域。然而,由于永磁直线同步电机中的齿槽力扰动等内部不匹配扰动与负载力扰动等外部不匹配扰动,导致了电磁推力波动,直接作用于PMLSM次级之中,使系统抗扰性能降低、速度跟踪精度降低、速度波动增大。为抑制系统的电磁推力波动和速度波动,本文设计了基于不匹配扰动观测器的二阶非奇异终端滑模控制器、二阶分数阶非奇异快速终端滑模控制器、基于最优控制与滑模控制的互补控制器,并进行了仿真测试,验证了所设计控制器的有效性。首先,介绍了永磁直线同步电机的基本结构和工作原理,基于矢量控制理论与定子电流控制方式建立了PMLSM的数学模型,针对性的分析了PMLSM系统中存在的摩擦力扰动、端部效应力扰动、齿槽力扰动、纹波推力扰动等内部不匹配扰动,并建立了不匹配扰动的数学模型,进而基于该模型建立了含有复杂不匹配扰动模型的PMLSM数学模型。其次,设计了基于不匹配扰动观测器的二阶非奇异终端滑模速度控制器,对系统的电磁推力波动进行抑制;提出了基于反步滑模面的不匹配扰动观测器,对系统的不匹配扰动进行估算。将不匹配扰动观测值的积分和交轴反馈电流的积分引入到速度控制器中,同时结合具备有限时间收敛特性的非奇异终端滑模面,设计了二阶非奇异终端滑模控制器,用单个控制器实现了PMLSM的速度控制。通过仿真验证了所设计不匹配扰动观测器和控制器的有效性。再者,提出了一种参数自整定的二阶分数阶非奇异快速终端滑模控制器。通过已设计的基于反步滑模面的不匹配扰动观测器获得不匹配扰动估测值,将速度误差和交轴反馈电流作为状态量,并引入不匹配扰动估测值,设计了新型一阶滑模面,同时,为降低滑模面的抖振幅度,基于非奇异快速终端滑模面设计了二阶控制器,且将非奇异快速终端滑模面中的整数阶微分项替换为分数阶微分项。为进一步提高系统收敛速度和PMLSM稳态精度,基于模糊理论对分数阶阶次进行模糊自适应整定。通过仿真验证了所设计的控制器和参数模糊整定器的有效性。最后,提出了基于最优控制和滑模控制的互补控制器。将永磁直线同步电机系统分割为已知部分与不匹配扰动部分;针对系统已知部分,基于控制李雅普诺夫函数理论,设计了最优控制器;针对不匹配扰动部分,利用不匹配扰动观测器对其进行观测,基于该观测值,设计了一阶滑模控制器。在此基础之上,结合非奇异快速终端滑模面的有限时间收敛性、高阶滑模控制的降低抖振特性,设计了二阶非奇异快速终端滑模控制器。仿真结果表明所设计的两种控制器均具有较好的抗扰性、鲁棒性。
邸珺[6]（2019）在《具有栅形结构的非铁磁性动子直线电机研究》文中进行了进一步梳理直线电机广泛应用于轨道交通、电磁发射、工业生产、机械加工等多个高速驱动领域,在轨道交通与电磁发射领域具有广阔的发展前景和研究价值。本文将栅形结构非铁磁性动子直线电机作为一种新型电机拓扑应用到高速驱动的场合,对其进行了理论建模、特性计算与结构优化。首先在电机本体层面,针对非铁磁性动子的栅形结构,通过导条区和气隙区的偏微分方程联立,建立了栅形结构非铁磁性动子直线电机的电磁场解析模型;并据此以栅形结构的结构参数为变量,推导了考虑第二类纵向端部效应的电路参数,为栅形结构非铁磁性动子直线电机的本体设计与特性计算提供了完整的数学模型。其次,在变极距推进系统的应用背景下,将带有栅形结构的非铁磁性动子应用到直线感应电机和永磁直线同步电机中:对栅形动子双边直线感应电机建立了等效电路模型,计及了动子栅形结构的纵向端部效应,计算其异步稳态特性,分析功率因数、电磁推力随滑差率的变化;与平板型动子比较,说明动子栅形结构对于直线感应电机具有提高功率因数、削弱横向端部效应的效果;本文首次提出用于变极距推进系统的自起动永磁直线同步电机设计方案,采用栅形结构与永磁材料结合的非铁磁性自起动动子,建立了暂态分析模型,考虑了永磁体磁链的谐波分量,同时按照栅形结构的纵向端部效应计及方法对阻抗矩阵进行了推导;选取合适的步长进行差分处理,完成了对永磁直线同步电机异步起动过程的暂态理论计算;与传统的永磁动子比较,说明动子栅形结构提高了永磁直线同步电机的异步起动能力,并使其变极距起动成为可能。再次,本文对采用栅形结构非铁磁性动子直线电机的变极距电磁推进结构进行了优化:根据上述栅形结构非铁磁性动子直线电机的本体模型与理论计算分段简化变极距推进的运动学特性,同时考虑到电机设计及直线电机推进系统要求,建立了具有一般性的非线性最优化数学描述,通过粒子群最优化算法求解该变维度模型的最优解。最后,本文在电机本体研究的基础上,对自起动永磁直线同步电机进行直接推力控制,从而将异步起动后的动子牵入速度恒定的稳定运行阶段。本文对所建立的栅形动子直线感应电机模型与栅形结构自起动永磁直线同步电机的模型以及相关理论在试验台和小功率原理样机上进行了验证。证明了栅形结构非铁磁性动子直线电机模型的准确性,及其驱动的变极距结构最优化的有效性,从而表明,栅形结构为非铁磁性动子直线电机在推进领域提供了一种新的拓扑理论及优化方案。
袁胜利[7]（2019）在《悬挂式磁浮列车用永磁直线同步电机改进直接推力控制策略研究》文中研究表明悬挂式磁浮列车作为一种智能化、小运量的轻量级新型轨道交通工具,其悬空于道路花坛、绿化带上方,占用城市地面空间极少,几乎不影响地面公共交通,并且不破坏生态环境,可广泛应用于山城、丘陵、沿江环湖、城乡连接以及城市区域接驳等多种场合,具有极大地推动作用。本文中悬挂式磁浮列车的驱动单元选用的是永磁直线同步电机,其构造简单,无需绕组线圈励磁,散热效果良好,不用附加冷却装置。永磁直线同步电机的常用控制策略主要包括矢量控制、直接推力控制及其他复合控制,这些控制策略可保障电机的高性能运行。直接推力控制可看作运用在直线电机中的直接转矩控制,其主要特点是控制方式直接、目标明确、动态性能好、鲁棒性强、对电机参数依赖少,已成为直线电机控制策略的重点研究方向。本文对永磁材料的发展历史、永磁直线同步电机的基本构造及原理进行了简要概述,推导了三种坐标系间的等效变换关系及数学模型。深入剖析了永磁直线同步电机直接推力控制的基本理论,搭建了传统的直接推力控制模型。之后给出一种基于空间矢量脉宽调制的直接推力控制理论及实现方法,并搭建了仿真模型。在MATLAB/Simulink中将电机设置相同条件,对两种直接推力控制模型进行仿真,通过对仿真结果对比分析,可看出前者较之后者在磁链和推力方面存在明显的脉动,后者具有更好地动态性能。为进一步改善直接推力控制动态性能,本文主要从三个方面进行改进。首先,在传统直接推力控制中,速度环常应用PI控制器,其调节参数无法随系统变化而改变,因而难以平衡速度跟踪在超调量与响应时间之间的矛盾。本文将自抗扰控制器应用在速度环来替代PI控制器,降低系统的模型不确定部分和外扰对速度响应的影响并加以补偿。其次,传统磁链和推力控制常采用滞环控制,使得逆变器开关频率不稳定,磁链和推力存在脉动问题,本文为此采用超螺旋算法来替代滞环控制。最后,在直接推力控制中实现对磁链的精确估计尤为重要,因而本文采用了一种补偿电压—电流型磁链估计方法。针对上述改进,在MATLAB/Simulink中搭建其仿真模型,对改进后的直接推力控制方法进行验证,结果证明改进方法的有效性。
王红超[8]（2019）在《潜油直线电机不同结构参数下的性能分析》文中认为本论文首先对直线电机的国内外研究现状以及潜油直线电机的工作原理和基本结构进行了阐述。针对潜油直线电机气隙磁场的解析计算,提出了永磁体等效磁化强度的计算方法,根据泊松方程,推导出潜油直线电机气隙磁场的解析表达式。运用Ansoft电磁有限元分析软件,分别对潜油直线电机在定子绕组无激励状态和有激励状态两种情况下的瞬态磁场特性进行了分析,得到了潜油直线电机定子绕组在不同的两种状态下的磁力线、磁感应强度、磁场强度随时间变化的分布规律;通过电磁有限元分析,得到了在不同动子隔离套材料、不同动子永磁体轴向厚度下的直线电机的推力特性变化规律。根据潜油直线电机在定子和动子装配过程中以及定动子极距所产生的误差,运用电磁有限元软件对不同定子极距下的单节和多节永磁同步直线电机进行了反电动势性能和推力性能分析,得到在不同定子极距下的永磁同步直线电机的反电动势和推力性能的变化规律。通过改变动子磁钢的形状,对直线电机动子结构进行改进,运用Ansoft软件分别对阶梯状、梯形截面状和余弦曲线轮廓状的动子磁钢形状的潜油直线电机进行了推力性能分析,得到了不同磁钢形状参数的直线电机推力的变化规律,为直线电机的推力提升、直线电机动子磁钢的选择及直线电机的优化设计奠定了基础。
杜超[9]（2018）在《电磁弹射用双边动磁式多气隙永磁直线同步电机设计与分析》文中研究指明随着各国国防水平的提高与军事科技的发展,对现代化军事战机起飞性能的要求也在不断提高,这就对航空母舰上舰载机的起飞装置有了更高的要求。电磁弹射系统的主体是由多台大功率直线电机组合而成,是现今最有效的起飞辅助装置。但是,直线电机推力密度较小、动子质量较大、法向力较大、安全性较差、成本较高等缺点,制约了电磁弹射系统的弹射效率,同时也极大的推动了直线电机的技术革命与发展。本文针对电磁弹射系统对直线电机电磁推力大、推力波动小、法向力小、运行速度高等性能要求,设计了一台双边动磁式多气隙结构的永磁直线同步电动机（DSMMMA-PMLSM）。该电机综合了永磁直线同步电动机（PMLSM）、双边动磁式动子结构的优点,推力密度大、功率因数高、单侧法向力小、动子质量轻、结构坚固以及利于分段供电与控制,多台电机联合工作,非常适用于电磁弹射系统。在综合了永磁同步旋转电机与直线感应电机的设计方法与经验后,编制了DSMMMA-PMLSM的电磁设计程序。首先,根据电磁弹射所需的性能要求确定电机的主要尺寸、电磁负荷,选取定子铁心的槽型尺寸、绕组类型及接线方式,动子极距与永磁体的尺寸以及气隙长度等主要参数,然后进行磁路计算、参数计算、工作特性的计算,设计出一台满足电磁弹射系统要求的永磁直线同步电机电磁设计方案。电磁设计程序完善了PMLSM的设计方法,在工程上具有一定的指导意义。推力特性是衡量PMLSM性能的重要指标,考虑直线电机特有的端部效应与磁场谐波对电枢磁链的影响,建立矢量控制下d-q坐标系不对称的数学模型,推导出DSMMMA-PMLSM的电磁推力。在此基础上,分析了电磁推力波动产生的机理,指出产生推力波动的主要原因,提出如何削弱直线电机中的谐波分量、改善及抑制直线电机推力波动的有效措施。为验证数学模型建立的准确性,利用磁场的分层解析法,建立了具有多层气隙的电机二维分层解析模型,进而得到其磁场分布与电磁推力特性。两种方法各有优缺点,可以在不同的分析策略时采用不同的方法,以满足不同的分析需求与计算环境。PMLSM在运行的过程中,与电磁推力方向垂直的法向吸力非常大,会降低电机的工作效率与运行的可靠性。在详细阐述法向力及其波动的产生机理之后,针对DSMMMA-PMLSM的特殊结构,将整个电机模型拆分成主定子与辅助定子两个气隙磁场的模型,分析主定子与动子之间、动子与辅助定子之间各自的法向力,并叠加计算出电机单侧的法向力值。总结DSMMMA-PMLSM的各结构参数与法向力之间的变化关系,进一步得到各个参数对法向力影响程度的差别。利用有限元法对不同动子结构的PMLSM进行数值仿真分析,对比正常稳态运行与动子偏心运行状态下的仿真结果,可知DSMMMA-PMLSM具有较明显的优势。再对DSMMMA-PMLSM进行瞬态仿真,得到电机在整个起动过程中的运行特性,并对极端环境下动子结构进行强度的分析与校核。结合电磁设计得到的结构参数,研制样机并搭建电机系统的实验平台,进行相关的电磁推力试验,以验证DSMMMA-PMLSM结构的合理性与各种分析方法计算的准确性。
李冠醇[10]（2018）在《超高速大推力直线电机及其控制方法研究》文中提出目前在航天发射和试验中广泛使用的推进装置仍然是化学火箭发射器。由于化学发射器的推进剂具有较高能量密度和较快的燃烧速度,其燃烧产生的高温高压气体使得化学发射器具有很高的功率密度,能够将航天飞行器加速到超高速度。然而受限于推进剂中氧化剂的质量以及燃烧温度的限制,火箭发射器的比冲基本达到上限,很难通过降低发射燃料比重来增加发射能力。鉴于化学火箭发射技术存在的限制和不足,探索一种超高速、大负载、高效能的电磁辅助发射推进系统成为人类迫切的需求,本文针对该系统的电机设计及控制问题展开了研究。首先,通过电磁场的理论,建立传统连续型直线电机的气隙磁场方程,通过求解气隙磁场计算直线电机的推力和能量特性,对比分析了直线感应电机和直线同步电机的电磁力密度和能量特性。通过分析认为同步电机具有更高的电磁力密度,但是感应电机具有较大的推重比。根据超高速电磁发射的能级特点和加速特点,认为带铁芯电机的推重比以及高速下的铁芯损耗制约了带铁芯同步电机的进一步提速,提出超高速大推力的空芯超导直线同步电机方案。其次,设计了超高速大推力空心超导直线同步电机。建立了空芯超导直线同步电机的数学模型,基于该模型推导了电机的稳态推力和能量效率表达式,分析了空芯直线同步电机的电磁力和功率特性。并通过有限元仿真方法验证了所推导理论模型的准确性。通过参数分析认为电机的气隙长度和超导线圈的长度的比值影响着互感梯度的分布。参考目前已经实用化的超导磁体参数,计算了超导空芯直线电机的推力特性和功率特性。结果表明,在相同的定子参数下,超导空芯直线电机的推力密度、推重比、功率因数和效率远大于带铁芯直线同步电机和直线感应电机。最后对双初级长定子空芯直线同步电机进行了动态运行仿真,电机的峰均力比为1.0654,功率因数为0.98,效率为0.7756。然后,提出了直线同步电机的控制方法。在直线同步电机连续数学模型的基础上,推导了空芯直线同步电机的动态离散模型;结合电机的时延特性提出了电流预测控制方法,设计了控制算法,并针对数字控制系统的时延量级,预测计算出时延后一时刻的控制电压指令。仿真结果显示在控制周期为10KHz,电机极距1.2m时,采用预测电流控制方法,保证电机运行速度达到333.4m/s时,电机电流相位滞后不大于10°。针对电机互感梯度谐波畸变引起推力波动较大的问题,提出电流补偿控制策略,根据位置信号和速度信号计算得到电机的互感梯度信息,通过互感梯度和期望电磁力来设计期望电流形状。仿真结果表明电流补偿控制能够非常有效的抑制电机推力波动。由于电流补偿控制是在已知互感梯度信息的基础上求解期望电流,同样也能够抑制定子绕组电动势谐波畸变引起的推力波动,仿真结果表明在定子绕组每极每相数较小时,推力波动抑制效果也非常好。这使得电机的定子结构能够设计的比较简单。最后,以永磁体代替超导动子,搭建了空芯直线同步电机原理样机试验平台;采用等效电流方法建立了永磁空芯直线电机的模型,通过电机的静态性能测试,验证了设计模型的准确性。在原理试验样机上进行了预测电流控制和电流补偿控制算法验证,试验结果与仿真结果一致,表明了控制算法的有效性。牵引控制实验,试验结果验证了理论设计及控制方法的有效性。通过动态发射试验发现,电机的功率因数和效率较低,这是由于永磁体产生的磁感应强度太小造成的。所以采用永磁体只能对空芯电机进行原理验证。
二、SIMULATION RESEARCH ON CHARACTERISTICS OFPERMANENT MAGNET LINEAR SYNCHRONOUS MOTOR（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、SIMULATION RESEARCH ON CHARACTERISTICS OFPERMANENT MAGNET LINEAR SYNCHRONOUS MOTOR（论文提纲范文）
（1）高精度永磁直线同步电动机互补滑模控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景、目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 直线伺服系统在数控加工中的应用现状 |
| 1.2.2 永磁直线同步电动机高精度控制策略研究现状 |
| 1.3 永磁直线同步电动机直接驱动方式的特点 |
| 1.4 滑模控制在永磁直线同步电动机伺服系统中的应用 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 永磁直线同步电动机数学模型及其矢量控制 |
| 2.1 永磁直线同步电动机的结构和工作原理 |
| 2.2 永磁直线同步电动机的数学模型 |
| 2.3 永磁直线同步电动机的矢量控制系统 |
| 2.4 永磁直线同步电动机伺服系统扰动因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 永磁直线同步电动机全局互补滑模控制系统 |
| 3.1 永磁直线同步电动机互补滑模控制 |
| 3.1.1 滑模控制 |
| 3.1.2 互补滑模控制 |
| 3.2 永磁直线同步电动机全局互补滑模控制 |
| 3.2.1 互补滑模控制器设计 |
| 3.2.2 全局互补滑模控制器设计 |
| 3.3 系统仿真及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 永磁直线同步电动机自适应反推二阶互补滑模控制系统 |
| 4.1 永磁直线同步电动机自适应反推互补滑模控制 |
| 4.1.1 反推控制 |
| 4.1.2 自适应反推滑模控制器设计 |
| 4.1.3 自适应反推互补滑模控制器设计 |
| 4.2 永磁直线同步电动机自适应反推二阶互补滑模控制 |
| 4.2.1 二阶滑模控制 |
| 4.2.2 自适应反推二阶互补滑模控制器设计 |
| 4.3 系统仿真及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 永磁直线同步电动机智能反推二阶互补滑模控制系统 |
| 5.1 模糊神经网络 |
| 5.2 永磁直线同步电动机智能反推二阶互补滑模控制 |
| 5.2.1 智能反推二阶互补滑模控制器设计 |
| 5.2.2 Gegenbauer递归模糊神经网络 |
| 5.2.3 鲸鱼优化算法 |
| 5.3 系统仿真及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于Links-RT的永磁直线同步电动机系统实验研究 |
| 6.1 基于Links-RT的实时仿真平台 |
| 6.2 基于Links-RT的 PMLSM实验系统 |
| 6.2.1 系统硬件构成 |
| 6.2.2 系统软件构成 |
| 6.2.3 实验流程 |
| 6.3 系统实验验证与分析 |
| 6.3.1 永磁直线同步电动机全局互补滑模控制系统实验研究 |
| 6.3.2 永磁直线同步电动机智能反推二阶互补滑模控制系统实验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（2）精密永磁直线同步电机电磁力波动分析与抑制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 PMLSM概述 |
| 1.2.1 PMLSM结构类型 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 PMLSM电磁力波动特性研究现状 |
| 1.3.1 推力波动分析方法 |
| 1.3.2 推力波动抑制方法 |
| 1.3.3 法向力波动分析方法 |
| 1.3.4 法向力波动抑制方法 |
| 1.4 初级分段式PMLSM研究现状 |
| 1.5 PMLSM电磁力波动研究存在的主要问题 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 PMLSM推力波动产生机理分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 齿槽效应对PMLSM推力波动影响规律分析 |
| 2.3 端部效应对PMLSM推力波动影响规律分析 |
| 2.3.1 端部区域端部效应影响分析 |
| 2.3.2 初级与次级耦合区域端部效应影响分析 |
| 2.3.3 增量磁场对PMLSM定位力特性影响分析 |
| 2.4 绕组参数不对称对PMLSM推力波动影响规律分析 |
| 2.4.1 PMLSM绕组参数不对称特性 |
| 2.4.2 考虑绕组参数不对称的PMLSM推力模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 PMLSM法向力波动产生机理分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 齿槽效应对PMLSM法向力波动影响规律分析 |
| 3.2.1 齿槽效应法向力波动建模分析 |
| 3.2.2 齿顶宽度与极弧系数影响分析 |
| 3.3 端部效应对PMLSM法向力波动影响规律分析 |
| 3.3.1 初级无槽模型 |
| 3.3.2 初级有槽模型 |
| 3.4 电枢反应对PMLSM法向力波动影响规律分析 |
| 3.4.1 初级无端部模型 |
| 3.4.2 初级有端部模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于初级分段设计的PMLSM推力波动抑制方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 初级分段式PMLSM设计准则 |
| 4.3 初级分段设计对PMLSM推力波动抑制原理分析 |
| 4.3.1 初级分段设计对PMLSM定位力抑制原理 |
| 4.3.2 初级分段设计对PMLSM纹波推力抑制原理 |
| 4.4 分数极初级分段式PMLSM |
| 4.4.1 可选极槽配合 |
| 4.4.2 分数极与整数极初级分段式PMLSM推力特性对比 |
| 4.4.3 初级齿靴对推力特性影响分析 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.5.1 测试平台 |
| 4.5.2 初级分段设计抑制PMLSM定位力实验研究 |
| 4.5.3 分数极初级分段式PMLSM实验研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于初级分段设计的PMLSM法向力波动抑制方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 初级分段设计对PMLSM法向力波动抑制原理分析 |
| 5.2.1 整数极初级分段式PMLSM法向力波动特性 |
| 5.2.2 分数极初级分段式PMLSM法向力波动特性 |
| 5.3 法向力波动对PMLSM初级铁芯形变影响规律分析 |
| 5.3.1 整数极初级分段式PMLSM初级铁芯形变特性 |
| 5.3.2 分数极初级分段式PMLSM初级铁芯形变特性 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.4.1 初级分段设计抑制PMLSM法向力波动实验研究 |
| 5.4.2 分数极初级分段式PMLSM法向力波动实验研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 初级分段式PMLSM段间耦合效应分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 PMLSM初级段间耦合效应建模分析 |
| 6.3 耦合效应对PMLSM电磁力波动影响规律分析 |
| 6.3.1 耦合效应对PMLSM推力波动影响 |
| 6.3.2 耦合效应对PMLSM法向力波动影响 |
| 6.4 考虑耦合效应的PMLSM电磁力波动抑制方法研究 |
| 6.5 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 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）低法向力波动的永磁直线同步电机的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 本领域国内外研究现状 |
| 1.2.1 法向力及其波动的研究概况 |
| 1.2.2 电机振动研究概况 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第2章 永磁直线同步电机结构与绕组分析 |
| 2.1 永磁直线同步电机结构 |
| 2.1.1 永磁直线同步电机工作原理 |
| 2.1.2 直线电机分类 |
| 2.2 永磁直线同步电机电磁方案设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 永磁直线同步电机法向力波动原理 |
| 3.1 直线电机法向力的分类以及与推力的相关性 |
| 3.2 直线电机法向力波动原理的分析 |
| 3.2.1 永磁直线同步电机端部力的分析 |
| 3.2.2 永磁直线同步电机齿槽力的分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 永磁直线同步电机法向力波动的降低 |
| 4.1 基于铜片结构的永磁直线同步电机 |
| 4.1.1 铜片结构位置的选择 |
| 4.1.2 铜片结构厚度的选择 |
| 4.1.3 法向力波动分析 |
| 4.2 法向力波动引起的振动 |
| 4.2.1 永磁直线同步电机初级模态及固有频率 |
| 4.2.2 永磁直线同步电机谐响应分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（4）永磁直线同步电机低速性能提升技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 永磁直线电机本体建模及解析计算 |
| 1.2.2 永磁直线电机推力波动抑制策略 |
| 1.2.3 自抗扰控制策略发展 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 永磁直线电机矢量控制及扰动机理分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁直线电机结构及原理 |
| 2.3 永磁直线同步电机矢量控制系统 |
| 2.4 永磁直线同步电机低速扰动机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 正余弦编码器高分辨率位置插值算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高分辨率位置插值算法理论分析 |
| 3.3 位置插值偏差影响分析 |
| 3.4 位置插值误差补偿策略 |
| 3.5 高分辨率位置插值仿真结果及分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于q轴电流瞬时注入的定位力补偿策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 永磁直线同步电机定位力解析建模 |
| 4.3 定位力解析模型验证 |
| 4.4 基于q轴电流瞬时注入的定位力抑制策略 |
| 4.5 电流瞬时注入的定位力抑制策略仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 速度环线性自抗扰控制系统优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 经典线性自抗扰控制器设计 |
| 5.3 改进线性自抗扰控制器设计 |
| 5.4 永磁直线电机速度环改进线性自抗扰控制器 |
| 5.4.1 改进扩张状态观测器特性分析 |
| 5.4.2 基于改进线性自抗扰控制器的速度环稳定性分析 |
| 5.5 仿真结果及分析 |
| 5.5.1 定位力补偿措施必要性仿真验证 |
| 5.5.2 永磁直线电机双闭环仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）永磁直线同步电机推力波动抑制与速度控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 永磁直线同步电机概述 |
| 1.3 永磁直线同步电机研究现状 |
| 1.3.1 永磁直线同步电机推力波动研究现状 |
| 1.3.2 永磁直线同步电机控制策略研究现状 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 永磁直线同步电机工作原理与数学模型 |
| 2.1 永磁直线同步电机基本结构与工作原理 |
| 2.2 永磁直线同步电机数学模型分析 |
| 2.2.1 定子电流的控制方式 |
| 2.2.2 矢量控制理论 |
| 2.2.3 永磁直线同步电机数学模型 |
| 2.3 永磁直线同步电机系统不匹配扰动模型 |
| 2.3.1 端部效应力 |
| 2.3.2 纹波推力 |
| 2.3.3 齿槽力 |
| 2.3.4 摩擦力 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于非奇异终端滑模的永磁直线同步电机速度控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于反步滑模的不匹配扰动观测器 |
| 3.2.1 不匹配扰动观测器设计 |
| 3.2.2 不匹配扰动观测器稳定性分析 |
| 3.3 二阶非奇异终端滑模控制器 |
| 3.3.1 控制器设计 |
| 3.3.2 稳定性与有限收敛时间分析 |
| 3.4 仿真结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于分数阶非奇异快速终端滑模的永磁直线同步电机速度控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二阶分数阶非奇异快速终端滑模控制器 |
| 4.2.1 控制器设计 |
| 4.2.2 基于模糊理论的参数自适应整定 |
| 4.2.3 稳定性分析 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于互补控制的永磁直线同步电机速度控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于最优控制器和一阶滑模控制器的互补控制器 |
| 5.2.1 基于控制李雅普诺夫函数的最优控制器设计 |
| 5.2.2 一阶滑模控制器设计 |
| 5.2.3 稳定性分析 |
| 5.3 基于最优控制器和二阶NFTSM控制器的互补控制器 |
| 5.3.1 二阶NFTSM控制器设计 |
| 5.3.2 稳定性分析 |
| 5.4 仿真结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（6）具有栅形结构的非铁磁性动子直线电机研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 直线电机的研究现状与分类 |
| 1.1.1 直线感应电机的特点与研究现状 |
| 1.1.2 永磁直线同步电机研究现状 |
| 1.1.3 动子栅形结构研究现状 |
| 1.2 直线电机电磁推进在轨道交通中的应用 |
| 1.3 国内外直线电机电磁发射的研究现状 |
| 1.3.1 电磁发射技术的分类 |
| 1.3.2 直线电机电磁弹射技术 |
| 1.3.3 直线电机电磁助推技术 |
| 1.4 常用的研究方法及本文选题意义 |
| 1.4.1 直线电机本体研究方法 |
| 1.4.2 本文选题意义 |
| 1.5 本文研究工作、研究方法及章节安排 |
| 2 栅形结构非铁磁性动子直线电机本体设计与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 共同本体问题与解析模型 |
| 2.2.1 直线电机拓扑结构的共性与特点 |
| 2.2.2 栅形结构非铁磁性动子的分区模型 |
| 2.2.3 一维电磁场解析计算 |
| 2.2.4 栅形结构纵向端部效应的计及方法 |
| 2.3 栅形动子双边直线感应电机等效电路 |
| 2.4 自起动永磁直线同步电机电感谐波计算 |
| 2.5 具有栅形结构的直线电机通用设计方法 |
| 2.5.1 推进系统运行工况 |
| 2.5.2 栅形结构非铁磁性动子直线电机的通用设计 |
| 2.5.3 动子栅形结构电磁场有限元分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 栅形结构非铁磁性动子直线电机的特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 参数矩阵与坐标变换的通用模型 |
| 3.2.1 原坐标系中的电感矩阵 |
| 3.2.2 动子永磁体磁链的空间谐波 |
| 3.2.3 任意参考坐标系 |
| 3.2.4 计及纵向端部效应的阻抗矩阵 |
| 3.2.5 几个特殊的参考坐标系 |
| 3.3 栅形动子双边直线感应电机的稳态特性计算 |
| 3.3.1 栅形动子双边直线感应电机异步稳态运行 |
| 3.3.2 动子栅形结构对异步稳态运行的影响 |
| 3.4 自起动永磁直线同步电机的暂态特性 |
| 3.4.1 异步起动暂态工况 |
| 3.4.2 差分方程及迭代算法 |
| 3.4.3 异步起动暂态过程的数值解 |
| 3.4.4 牵入同步后的电磁推力 |
| 3.5 纵向端部效应系数的简化 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 直线电机推进系统的结构优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 直线电机推进的变极距结构 |
| 4.2.1 基本概念 |
| 4.2.2 栅形结构非铁磁性动子直线电机的设计规则 |
| 4.3 最优化问题统一模型 |
| 4.3.1 运动学约束条件 |
| 4.3.2 通用数学模型 |
| 4.4 变极距结构的优化方法 |
| 4.4.1 粒子群优化算法概述 |
| 4.4.2 变极距结构的粒子群优化模型 |
| 4.4.3 变极距结构的最优解 |
| 4.5 两类直线电机的变极距推进性能比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 试验平台及栅形结构性能测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 栅形动子双边直线感应电机 |
| 5.2.1 原理样机试验台 |
| 5.2.2 等效电路参数测量 |
| 5.2.3 异步稳态测试 |
| 5.3 自起动永磁直线同步电机 |
| 5.3.1 原理样机试验台 |
| 5.3.2 电参数测量 |
| 5.3.3 异步起动测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 栅形结构自起动动子的驱动及往复运动试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 考虑永磁体磁链空间谐波的直接推力控制 |
| 6.2.1 直接推力控制的通用形式 |
| 6.2.2 xy坐标系的定子磁链及谐波补偿 |
| 6.2.3 电磁推力及补偿 |
| 6.2.4 磁链标准值选取与电磁推力线性化 |
| 6.2.5 定子磁链调节与电磁推力调节 |
| 6.3 空间矢量脉宽调制与软件实现 |
| 6.4 恒速往复运动试验 |
| 6.5 初始位置偏移时的驱动性能 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 变极距结构的粒子群优化算法程序代码 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）悬挂式磁浮列车用永磁直线同步电机改进直接推力控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 直线电机基本结构及分类 |
| 1.3 直线电机控制策略研究现状 |
| 1.3.1 矢量控制 |
| 1.3.2 直接推力控制 |
| 1.3.3 复合控制 |
| 1.4 永磁直线同步电机控制系统关键技术分析 |
| 1.5 本文章节大纲 |
| 第二章 永磁直线同步电机数学模型及分析 |
| 2.1 永磁直线同步电机基本结构 |
| 2.2 永磁直线同步电机坐标变换 |
| 2.2.1 Clarke变换 |
| 2.2.2 Park变换 |
| 2.3 永磁直线同步电机数学模型 |
| 2.3.1 三相静止ABC坐标系下的数学模型 |
| 2.3.2 两相旋转d? q坐标系下的数学模型 |
| 2.3.3 两相静止α ? β坐标系下的数学模型 |
| 2.4 永磁直线同步电机MATLAB/SIMULINK仿真模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 传统直接推力控制及SVPWM方法分析 |
| 3.1 永磁直线同步电机直接推力控制理论分析 |
| 3.1.1 永磁直线同步电机直接推力的基本思想 |
| 3.1.2 永磁直线同步电机直接推力控制的实现方法 |
| 3.1.3 永磁直线同步电机模块分析 |
| 3.2 传统永磁直线同步电机直接推力控制模型 |
| 3.2.1 传统直接推力控制仿真子模型 |
| 3.2.2 系统总体仿真模型 |
| 3.3 电压空间矢量脉宽调制原理及实现 |
| 3.3.1 SVPWM基本原理 |
| 3.3.2 SVPWM算法的实现 |
| 3.4 基于SVPWM直接推力控制模型 |
| 3.4.1 基于SVPWM的直接推力控制系统设计 |
| 3.4.2 系统总体仿真模型 |
| 3.5 仿真结果对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 改进的永磁直线同步电机直接推力控制策略研究 |
| 4.1 先进控制理论分析 |
| 4.1.1 自抗扰控制理论分析 |
| 4.1.2 滑模控制理论分析 |
| 4.2 改进型直接推力控制器设计 |
| 4.2.1 速度环自抗扰控制设计 |
| 4.2.2 磁链与推力环滑模控制设计 |
| 4.2.3 磁链估计 |
| 4.3 PMLSM改进直接推力控制仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
（8）潜油直线电机不同结构参数下的性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 直线电机国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 直线电机磁场分析现状 |
| 1.4 本课题主要研究内容 |
| 第2章 潜油直线电机工作原理及磁场解析推导 |
| 2.1 潜油直线电机的演变过程 |
| 2.2 潜油直线电机的工作原理 |
| 2.2.1 永磁旋转同步电机的工作原理 |
| 2.2.2 潜油直线电机的工作原理 |
| 2.3 潜油直线电机的结构和参数 |
| 2.4 潜油直线电机磁场解析公式推导 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 潜油直线电机磁场特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元分析方法 |
| 3.2.1 电磁场理论 |
| 3.2.2 直线电机电磁场数学模型的构造 |
| 3.2.3 电磁有限元软件单元格划分 |
| 3.2.4 电磁有限元方法求解 |
| 3.2.5 Ansoft Maxwell软件介绍 |
| 3.3 潜油直线电机瞬态特性分析 |
| 3.4 无激励下潜油直线电机瞬态特性分析 |
| 3.5 有激励下潜油直线电机瞬态特性分析 |
| 3.5.1 定子三相绕组分相形式 |
| 3.5.2 槽满率的计算 |
| 3.5.3 有激励状态下直线电机磁场特性分析 |
| 3.6 不同隔离套材料电机推力特性分析 |
| 3.6.1 动子隔离套选用材料 |
| 3.6.2 不同动子隔离套材料的直线电机性能分析 |
| 3.7 不同磁钢厚度下直线电机推力性能分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 动定子极距不匹配下直线电机特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同定子极距下永磁同步直线电机特性分析 |
| 4.2.1 单节定子直线电机不同定子极距下特性分析 |
| 4.2.2 3节定子直线电机不同定子极距下特性分析 |
| 4.2.3 5节定子直线电机不同定子极距下特性分析 |
| 4.3 本章图像和数据分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 不同动子结构下直线电机推力性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 阶梯状动子磁钢的直线电机推力性能分析 |
| 5.2.1 第一类阶梯状磁钢直线电机推力性能分析 |
| 5.2.2 第二类阶梯状磁钢直线电机推力性能分析 |
| 5.3 梯形截面磁钢的单节永磁同步直线电机电机分析 |
| 5.4 余弦曲线轮廓磁钢直线电机推力特性分析 |
| 5.4.1 ab段余弦曲线轮廓磁钢的直线电机推力性能分析 |
| 5.4.2 bc段余弦曲线轮廓磁钢的直线电机推力性能分析 |
| 5.4.3 ac段余弦曲线轮廓磁钢的直线电机推力性能分析 |
| 5.5 不同动子磁钢下电机推力分析对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）电磁弹射用双边动磁式多气隙永磁直线同步电机设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 相关技术的研究现状 |
| 1.2.1 电磁弹射技术的研究现状 |
| 1.2.2 电磁弹射用直线电机的研究现状 |
| 1.2.3 工程用永磁直线同步电机的分析与设计方法的研究现状 |
| 1.2.4 永磁直线同步电机电磁推力的研究现状 |
| 1.2.5 永磁直线同步电机法向力的研究现状 |
| 1.3 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 电磁弹射用永磁直线同步电机结构与电磁设计 |
| 2.1 电磁弹射用永磁直线同步电机的总体设计 |
| 2.2 电磁弹射用永磁直线同步电机的定子结构 |
| 2.2.1 定子铁心结构 |
| 2.2.2 绕组类型 |
| 2.2.3 整数槽与分数槽集中绕组的对比 |
| 2.3 电磁弹射用永磁直线同步电机的动子结构 |
| 2.3.1 传统动子结构 |
| 2.3.2 新型动子结构 |
| 2.4 双边动磁式多气隙永磁直线同步电机的电磁设计 |
| 2.4.1 电机主要性能指标 |
| 2.4.2 电机主要尺寸的确定 |
| 2.4.3 电机磁路计算 |
| 2.4.4 电机参数计算 |
| 2.4.5 电机工作特性计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 双边动磁式多气隙永磁直线同步电机电磁推力分析 |
| 3.1 DSMMMA-PMLSM电磁推力的数学模型 |
| 3.1.1 矢量变换 |
| 3.1.2 电枢磁链 |
| 3.1.3 电磁推力的数学模型 |
| 3.2 DSMMMA-PMLSM推力波动分析 |
| 3.2.1 纹波推力波动 |
| 3.2.2 端部效应推力波动 |
| 3.2.3 齿槽效应推力波动 |
| 3.3 DSMMMA-PMLSM电磁推力的解析分析 |
| 3.3.1 磁场解析模型 |
| 3.3.2 电机激励源的等效 |
| 3.3.3 电机磁场的计算 |
| 3.3.4 合成磁场的计算 |
| 3.3.5 电磁推力计算 |
| 3.4 电磁推力计算与验证 |
| 3.5 结构参数对DSMMMA-PMLSM电磁推力的影响 |
| 3.5.1 电磁推力 |
| 3.5.2 推力波动 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 双边动磁式多气隙永磁直线同步电机法向力分析 |
| 4.1 PMLSM的法向力 |
| 4.2 PMLSM的法向力波动 |
| 4.3 DSMMMA-PMLSM法向力计算 |
| 4.3.1 电枢绕组磁动势谐波 |
| 4.3.2 永磁体磁动势谐波 |
| 4.3.3 气隙磁导谐波 |
| 4.3.4 法向力解析计算 |
| 4.4 法向力计算与验证 |
| 4.5 结构参数对DSMMMA-PMLSM法向力的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 双边动磁式多气隙永磁直线同步电机数值仿真分析与实验研究 |
| 5.1 PMLSM电磁场分析 |
| 5.1.1 PMLSM有限元模型建立 |
| 5.1.2 PMLSM磁场分析 |
| 5.1.3 DSMMMA-PMLSM气隙磁密分析 |
| 5.2 PMLSM电磁力分析 |
| 5.2.1 PMLSM电磁推力分析 |
| 5.2.2 PMLSM法向力分析 |
| 5.3 动子偏心时电磁力分析 |
| 5.4 DSMMMA-PMLSM动态性能分析 |
| 5.4.1 动态性能分析 |
| 5.4.2 动子结构强度分析 |
| 5.5 样机实验测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
| 致谢 |
（10）超高速大推力直线电机及其控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 直线电磁发射研究综述 |
| 1.2.1 电磁发射技术的研究现状 |
| 1.2.2 高速直线电机的研究现状 |
| 1.3 超高速直线电机的关键技术研究 |
| 1.4 论文的主要内容及其组织结构 |
| 第二章 超高速电磁发射用直线电机方案研究 |
| 2.1 直线同步电机性能分析 |
| 2.1.1 电磁场求解 |
| 2.1.2 推力特性 |
| 2.1.3 功率特性 |
| 2.1.4 电机的加速能力 |
| 2.2 直线感应电机性能分析 |
| 2.2.1 电磁场求解 |
| 2.2.2 推力和功率特性 |
| 2.3 超高速大推力直线电机方案分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 超高速超导空芯直线同步电机特性研究与设计 |
| 3.1 超导磁体在同步电机中的应用案例 |
| 3.2 空芯直线同步电机建模 |
| 3.3 空芯直线同步电机特性研究 |
| 3.3.1 仿真验证 |
| 3.3.2 电磁力特性 |
| 3.3.3 功率特性 |
| 3.4 超高速大推力空芯直线同步电机设计和仿真分析 |
| 3.4.1 空芯直线同步电机设计研究 |
| 3.4.2 空芯直线同步电机仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超高速空芯直线同步电机的控制方法研究 |
| 4.1 动态数学模型的建立 |
| 4.2 直线同步电机的电流控制方法 |
| 4.3 预测电流控制方法 |
| 4.3.1 动态模型离散化 |
| 4.3.2 电压矢量控制 |
| 4.3.3 预测电流控制策略 |
| 4.4 空芯电机推力波动研究及抑制策略 |
| 4.4.1 推力波动机理分析 |
| 4.4.2 推力波动抑制策略 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 空芯直线同步电机原理样机的设计与试验 |
| 5.1 原理样机的建模与设计 |
| 5.1.1 原理样机的建模 |
| 5.1.2 原理样机系统平台的介绍 |
| 5.2 原理样机的静态特性验证与测试 |
| 5.2.1 永磁体磁场分布和定子阻抗测量 |
| 5.2.2 空载反电势测试 |
| 5.2.3 电机的堵转推力测试 |
| 5.2.4 电流跟踪试验 |
| 5.3 电机动态运行试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、SIMULATION RESEARCH ON CHARACTERISTICS OFPERMANENT MAGNET LINEAR SYNCHRONOUS MOTOR（论文参考文献）
- [1]高精度永磁直线同步电动机互补滑模控制策略研究[D]. 金鸿雁. 沈阳工业大学, 2021(02)
- [2]精密永磁直线同步电机电磁力波动分析与抑制研究[D]. 谭强. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]低法向力波动的永磁直线同步电机的研究[D]. 菅玲. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [4]永磁直线同步电机低速性能提升技术研究[D]. 李杰. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]永磁直线同步电机推力波动抑制与速度控制研究[D]. 邵光杰. 燕山大学, 2020(01)
- [6]具有栅形结构的非铁磁性动子直线电机研究[D]. 邸珺. 北京交通大学, 2019(03)
- [7]悬挂式磁浮列车用永磁直线同步电机改进直接推力控制策略研究[D]. 袁胜利. 江西理工大学, 2019(01)
- [8]潜油直线电机不同结构参数下的性能分析[D]. 王红超. 燕山大学, 2019(03)
- [9]电磁弹射用双边动磁式多气隙永磁直线同步电机设计与分析[D]. 杜超. 哈尔滨理工大学, 2018(08)
- [10]超高速大推力直线电机及其控制方法研究[D]. 李冠醇. 国防科技大学, 2018(02)