分段式永磁直线同步电机垂直驱动系统建模和仿真
永磁同步直线电机驱动系统的仿真研究的开题报告
永磁同步直线电机驱动系统的仿真研究的开题报告一、研究背景随着现代传动技术的不断发展，在工业自动化领域，永磁同步直线电机驱动系统已成为一种非常重要的驱动方式。
其具有高空间利用率、高动态特性、高精度定位、快速响应等优点，被广泛应用于构成复杂运动系统的各个部分。
针对永磁同步直线电机驱动系统，传统的设计与调试方法主要基于试验和经验，即反复更改设计参数，并进行试验验证，这种方法所需的时间、成本，以及具有不确定性等缺陷限制了驱动系统的优化、高效性快速性等方面的进展。
因此，开展永磁同步直线电机驱动系统的仿真研究是十分必要的。
二、研究内容本研究将以永磁同步直线电机驱动系统为研究对象，重点在以下几个方面进行深入研究：1.永磁同步直线电机的数学模型建立：在直线电机的设计和仿真中，数学模型构建是关键步骤之一，将建设永磁同步直线电机的电气模型，使其不同的参数值能得到不同的电机特征。
2.永磁同步直线电机驱动系统的控制策略设计：控制应根据具体的驱动应用机器人等来进行编程，从而实现不同的运动特性，我们将开发控制算法以生成不同位置的速度和加速度曲线。
3.开发永磁同步直线电机的驱动系统仿真平台：将永磁同步直线电机的数学模型和控制策略进行仿真，实现不同的驱动过程仿真。
三、研究目标本文献的研究期望达到以下目标：1.建立一个适合永磁同步直线电机的数学模型，准确地模拟驱动过程，从而得到更准确，更准确的仿真结果。
2.设计永磁同步直线电机的驱动系统控制策略，使永磁同步直线电机的性能得到最优化。
3.开发一个实用的仿真平台，通过设置不同的参数调整，使仿真结果与实际应用中表现一致，给出了实际应用中永磁同步直线电机驱动系统的优化方案。
四、预期成果1.针对永磁同步直线电机驱动系统，建立一个适用且准确的数学模型。
2.设计出一种适用于永磁同步直线电机驱动系统的控制策略，以达到最优化的驱动效果。
3.开发出一个适用于永磁同步直线电机的驱动系统仿真平台，以直观呈现各系统参数与应用效果之间的关系，为实际应用中提供驱动系统优化方案。
分段式永磁同步直线电动机垂直运输系统的仿真研究的开题报告
分段式永磁同步直线电动机垂直运输系统的仿真研究的开题报告一、选题背景在现代工业生产中，自动化技术的应用越来越广泛，物料输送系统作为生产流程中的一个重要环节，也受到了越来越多的重视。
传统的物料输送系统通常使用电机驱动的带式输送机或滚筒输送机等机械设备，但这种方法在能耗、控制精度和运作效率等方面存在着一些不足之处。
近年来，分段式永磁同步直线电动机垂直运输系统作为一种新型的物料输送方式，受到了广泛的关注和研究。
二、研究意义分段式永磁同步直线电动机垂直运输系统具有结构紧凑、控制精度高、运作效率高、噪音低、能耗低等优点，已经被广泛应用于工业生产中的运输系统。
本研究的目的是通过建立系统的数学模型和仿真模型，对其进行系统性能分析和优化设计，为提高物料输送系统的控制精度和运作效率提供有力的理论支撑和实际指导。
三、研究内容1、分析分段式永磁同步直线电动机垂直运输系统的工作原理和结构特点，建立其数学模型和仿真模型。
2、通过仿真实验，研究系统在不同负载和不同运行速度下的动态特性和稳态性能，并对其控制策略进行分析和改进。
3、优化系统设计参数，比如转矩与速度的匹配、控制器参数的选择等，以提高系统的运行效率和控制精度。
四、预期成果1、对分段式永磁同步直线电动机垂直运输系统的工作原理和控制特点有更深入的认识，为优化系统设计提供理论支撑和指导。
2、建立基于MATLAB和Simulink的系统仿真模型，模拟分析系统在不同负载和速度下的动态特性和稳态性能。
3、通过优化设计参数，提高系统的运行效率和控制精度，为实际应用提供技术支持。
四、研究方法本研究主要采用数学建模和仿真分析方法。
首先，通过分析分段式永磁同步直线电动机垂直运输系统的结构特点和控制策略，建立其数学模型和仿真模型。
然后，运用MATLAB和Simulink软件进行仿真模拟分析，研究系统在不同负载和不同速度下的动态特性和稳态性能，并对其控制策略进行优化改进。
最后，通过实验验证和性能测试验证仿真结果的正确性和可靠性。
永磁同步直线伺服电机机电动力学模型的建立与仿真
２ 永磁 同步直线伺服 电机 的机 电动力 学模型 ：
在建立永磁 同步伺服直线电机数学模型之前 ， 做如下假设 ：
ａ ． 忽略铁 心饱 和 ； ｂ ． 不 计涡 流 和磁 滞 损耗 ；
Ｃ ． 动子上没有阻尼绕组 ， 永磁体也没有阻尼作用； ｄ ．电动 势是 正
基金项 目： 内蒙古工业大学科学研究项 目（ Ｚ Ｓ ２ ０ １ ｌ ｌ ５ ）
作者简介 ： 闫军（ １ ９ ７ ４～） ， 男， 研究方 向： 机 电动力学 。
１ ｌ ２
内蒙古工 业大学学报
２ ０ １ ３年
不 变 。直线 电机 可 以是 短初 级长 次级 ， 也 可 以是 长初 级短 次级 。
ｆ
丢 （ 老 ） 一 ＋ 差 ＋ 差＝ 吲１ ‘ ， ２ ， － － － ， ｍ ）
ｄ（ Ｏ Ｌ）
一
＋
ｌ ＇ ２ ， …
拉格 朗 日函数 和耗 散 函数为 ：
ｒ
Ｌ＝ｒ （ ｑ ｊ ， ） 一Ｖ （ ｑ ｊ ） ＋ （ ， ｅ ）一 （ ， ｅ ）
闫 军 ， 周 志 霞 ， 武建新‘
（１ ．内蒙古工业 大学 机械学院 呼和浩特 ０ １ ０ ０ ５ １ ； ２ ．内蒙古工业大学 电力学 院 ， 呼和浩特 ０ １ ０ ０ ５ １）
摘要： 永磁 同步 直线 伺服电机的机 电动力学系统是一个 多变量 、 非线性 、 强
耦 合的系统 。它 的理论研究 与实际应 用有一定 的难 度。应用 能量 的方 法 来解 决此类 问题 ， 能达到较好的效果 。应用拉格朗 １ ３一 麦克斯 韦方程建立 系统 的机电动力学模型 ， 通 过 ｃ变换将 三相 参考 系 的拉 格 朗 日 一麦克 斯
原理 结构 图如 图 １ 所示。
垂直运动永磁直线同步电动机控制系统的软件设计的开题报告
垂直运动永磁直线同步电动机控制系统的软件设计的开题报告一、课题背景永磁直线同步电动机在现代工业和交通运输等领域应用广泛，成为新一代高效、环保的新型电动机。
垂直运动永磁直线同步电动机是其一种应用。
在生产过程中，控制垂直运动永磁直线同步电动机的运转是至关重要的。
为了实现对其运动的精准控制，需要采用高效的控制系统。
本课题旨在通过软件设计，实现对垂直运动永磁直线同步电动机控制系统的设计和实现，以提高其性能和应用效率。
二、研究目标与内容本次软件设计的主要研究目标是实现垂直运动永磁直线同步电动机控制系统的软件设计，主要包括以下内容：1. 围绕垂直运动永磁直线同步电动机相关理论，分析和设计控制系统的功能和性能。
2. 依据实际情况，选择合适的控制器和软件平台，进行系统框架的设计和实现。
3. 设计和实现垂直运动永磁直线同步电动机的驱动控制程序，实现对电机的速度、加速度等方面的控制。
4. 开发图形界面，实现对运动控制系统的可视化操作，方便用户使用。
三、研究方法和技术本次软件设计主要采用如下方法和技术：1. 理论分析法：通过对垂直运动永磁直线同步电动机的相关理论进行分析，确定控制系统的基本需求和性能。
2. 软件设计方法：采用C++和QT等开发工具，设计并实现运动控制系统的主要程序和图形界面。
3. 控制算法设计：选择合适的控制算法，如PID控制算法等，实现对垂直运动永磁直线同步电动机的精准控制。
4. 硬件调试：通过实际试验，对软件进行不断优化和完善，确保软件在实际系统中的可用性和可靠性。
四、论文结构本论文主要分为以下部分：1. 绪论：介绍研究背景、目的和意义，以及本论文的主要研究内容和方法。
2. 相关技术和理论：包括垂直运动永磁直线同步电动机的相关工作原理和理论，以及控制系统的常见方法和技术。
3. 系统设计与实现：包括控制系统的整体设计和实现，主要介绍控制器的选择、系统框架的设计、驱动控制程序的实现等。
4. 性能测试与实验验证：对垂直运动永磁直线同步电动机控制系统进行性能测试，以及在实验室和实际环境下进行系统测试，验证系统的性能和可靠性。
分段式永磁低速直线电机建模与仿真的研究
分段式永磁低速直线电机建模与仿真的研究近年来随着永磁低速直线电机在航空航天、机器人、精密机械、建筑设备等领域的大量应用，其研究与发展已引起了科学界的高度重视。
永磁低速直线电机具有机构简单、导轨简单、小型化、功耗小、堆积效率高、运行平稳可靠等优点，因此，在机电融合领域，其发展前景大好。
研究显示，由于永磁低速直线电机的动力学特性复杂，在实际应用中，为了更好地发挥其优势，就需要对其系统进行建模与仿真，进而深入挖掘其应用潜力。
为了深入研究段式永磁低速直线电机的动力学性能，本文采用分段式永磁低速直线电机模型，在Matlab环境中进行建模与仿真。
首先，根据分段式永磁低速直线电机实际工作情况，建立模型，把直线电机模型拆分为段式模型，并用分段线性函数表示。
其次，采用状态空间方程的建模方式，通过驱动端特性曲线和负载特性曲线，建立分段永磁低速直线电机的动力学模型。
最后，结合Matlab/Simulink台，实现分段式永磁低速直线电机的模拟仿真，模拟仿真结果表明，分段式永磁低速直线电机的转速性能与参数设置有关，模型精度达到了满足要求的标准。
通过以上研究，可以看出，分段式永磁低速直线电机拥有良好的模型仿真精度，充分发挥其优势，为为进一步的研究提供了可靠的数据基础。
此外，为了满足不同的应用需求，这种模型还可以深入研究多轴
运动控制、自适应控制以及智能控制等领域，使永磁低速直线电机在关键应用中发挥更大的功效。
本文研究了分段式永磁低速直线电机的动力学特性，并建立了基于状态空间方程的系统模型，使其得以在Matlab环境中仿真，为今后相关研究奠定了良好的基础。
综上所述，本文从理论分析和模型仿真两个方面对分段式永磁低速直线电机进行了系统研究，为后续应用奠定了坚实的基础。
分段式永磁低速直线电机建模与仿真的研究
分段式永磁低速直线电机建模与仿真的研究本文旨在研究分段式永磁低速直线电机的建模与仿真，以推动电机和控制系统的可靠性及其电子控制系统的发展。
具体而言，本文探讨了分段式永磁低速直线电机的建模、仿真及其参数对电机性能影响的研究。
首先，本文讨论了分段式永磁低速直线电机的建模，重点讨论了电机中用于表征电朊效应的电源电阻的建模方法。
根据理论，分段式永磁低速直线电机的电源电阻小于普通电机。
根据该理论，本文研究并提出了电源电阻的建模方法，以便准确表征电源电阻对分段式永磁低速直线电机性能的影响。
其次，本文详细介绍了分段式永磁低速直线电机仿真研究。
本文重点关注仿真模拟中涉及的参数，以确定电机在不同工作条件下的表现情况。
根据实验结果，分段式永磁低速直线电机具有较高的可靠性和精度，由此可以得出，通过分段式永磁低速直线电机的仿真，可以更准确地控制电机的运行参数，从而提高电机的性能和可靠性。
此外，本文还讨论了分段式永磁低速直线电机中参数的研究。
本文研究了电机的机械参数、电气参数和控制参数，根据实验结果，给出了对电机参数的优化推荐，以此保证电机在不同工作条件下有较高的性能和可靠性。
本文研究了分段式永磁低速直线电机的建模、仿真及参数研究，从而推动电机控制系统和控制系统技术的发展。
研究结果表明，分段式永磁低速直线电机的建模、仿真及参数研究对提高电机可靠性和性
能具有重要意义。
本文的研究结果可以为以后电机及其控制系统的研究和开发提供参考。
永磁直线同步电机矢量控制模型及仿真的研究
式中 L d , L q — — — 直轴同步电感系数和交轴同 步电感系数 。 在理想情况下 , 即直线电机三相绕组对称 , 气隙 磁场均匀分布 , 感应反电势呈正弦波时 , 可以认为 d q 轴电感相同 ( L d = L q ) , 由式 ( 10 ) 可以看出 , 经过 坐标变换后 , 直轴与交轴的磁链和电流实现了解耦 。 电机的电磁推力方程 π 3 Np (ψdi q - ψ ( 11) Fe = qi d ) 2τ 式中 Fe — — — 电磁力 ; N p — — — 极对数 。 将式 ( 10) 带入式 ( 11) 有 π 3 Np ( 12) Fe = [ψ f i q + ( L d - L q ) i di d ] 2τ 电机的机械运动方程 ( 13) Fe = FL + B vv + Mpv 式中
M bf = Mf cos (θ-
ψ u0 = Ri 0 + p 0 式中
R— — — 每相绕组电阻值 ; ω— — — 永磁直线电机平移速度折合成的旋转 π ) v; 电机角速度 ,rad/ s ,ω = ( /τ v— — — 平移速度 , m/ s ;
式中 L m — — — 定子自感 ; Lσ — — — 定子漏感 ; Mf — — — 永磁体等效互感系数 ; θ— — — d 轴与 a 轴的夹角 。 则式 ( 2) 写成矩阵形式为 ψa L - 0. 5L ψb = ψ c
式 ( 9) 、 式 ( 10) 、 式 ( 12) 、 式 ( 13) 即构成永磁同步 直线电机在 dq 坐标系下的数学模型 。 2 SIMULINK 下 PMLSM 的仿真模型 根据上面建立的永磁直线同步电动机的数学模 型 ,利用 Simulink 仿真环境建立了永磁直线同步电 机的仿真模型 , 由式 ( 9 ) 和式 ( 10 ) 可以建立 PMLSM 的电流方程 ω Lq ud R id Ld Ld id Ld = + ω ω iq Ld iq uq - ψ f R Lq Lq Lq
基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真
基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真一、本文概述随着电力电子技术和控制理论的快速发展，永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的调速性能，在电动汽车、风力发电、机器人和工业自动化等领域得到了广泛应用。
然而，PMSM的高性能运行依赖于先进的控制系统，其中矢量控制（Vector Control, VC）是最常用的控制策略之一。
矢量控制，也称为场向量控制，其基本思想是通过坐标变换将电机的定子电流分解为与磁场方向正交的两个分量——转矩分量和励磁分量，并分别进行控制，从而实现电机的高性能运行。
这种控制策略需要对电机的动态行为和电磁关系有深入的理解，并且要求控制系统能够快速、准确地响应各种工况变化。
MATLAB/Simulink/SimPowerSystems是MathWorks公司开发的一套强大的电力系统和电机控制系统仿真工具。
通过Simulink的图形化建模环境和SimPowerSystems的电机及电力电子元件库，用户可以方便地进行电机控制系统的建模、仿真和分析。
本文旨在介绍基于MATLAB/Simulink/SimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真方法。
将简要概述永磁同步电机的基本结构和运行原理，然后详细介绍矢量控制的基本原理和坐标变换方法。
接着，将通过一个具体的案例，展示如何使用Simulink和SimPowerSystems进行永磁同步电机矢量控制系统的建模和仿真，并分析仿真结果，验证控制策略的有效性。
将讨论在实际应用中可能遇到的挑战和问题，并提出相应的解决方案。
通过本文的阅读，读者可以对永磁同步电机矢量控制系统有更深入的理解，并掌握使用MATLAB/Simulink/SimPowerSystems进行电机控制系统仿真的基本方法。
永磁同步电机调速系统的建模与仿真
永磁同步电机调速系统的建模与仿真引言永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）作为一种具有高效能和高功率密度的电机，广泛应用于工业和交通领域。
在实际应用中，调速系统的性能对于电机的工作效率和稳定性至关重要。
因此，对永磁同步电机调速系统进行建模与仿真分析是非常有意义的。
本文将介绍永磁同步电机调速系统的建模过程，并利用仿真工具对其进行验证和分析。
首先，我们将介绍永磁同步电机的基本原理和特点，然后讨论调速系统的要求和功能。
接下来，我们将详细介绍建模过程，包括电机参数的确定、数学模型的建立等。
最后，利用仿真工具进行一系列实验，并对实验结果进行分析与讨论。
永磁同步电机的基本原理与特点永磁同步电机是一种采用永磁体作为励磁源的感应电机，其基本原理是利用电磁感应产生的磁场与永磁体磁场之间的相互作用，从而实现力矩输出。
与其他电机相比，永磁同步电机具有以下特点：•高效能：由于永磁体的磁场不需要外部供电，电机的能量转换效率较高。
•高功率密度：永磁材料具有较高的磁能密度，同样功率下的永磁同步电机尺寸较小。
•高响应性：永磁同步电机响应速度快，能够快速适应负载变化。
•平滑运行：电机工作过程中无需传统感应电机的公差、电刷及电架等机械部件，运行平稳。
调速系统的要求与功能永磁同步电机的调速系统需要满足一定的要求和功能，主要包括以下几点：1.速度闭环控制：调速系统需要实现对电机运行速度的闭环控制，使其能够稳定地运行在设定的转速范围内。
2.高动态响应：调速系统需要具有较高的控制带宽，能够快速响应负载变化和指令调整。
3.自抗扰能力：调速系统需要具备较强的自抗扰能力，能够有效抵抗外部干扰对电机运行的影响。
4.电流保护：调速系统需要实现对电机电流的实时监测和保护，避免电流过大对电机和系统的损坏。
永磁同步电机调速系统的建模过程1. 确定电机参数在建立调速系统的模型之前，首先需要确定永磁同步电机的参数。
永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真
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中 圈分 类 号 ：Ｔ ３ １ Ｍ３ １ Ｍ ４ ；Ｔ ５ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文章 编 号 ：ｌＯ —８ ８ ２ １ １—０ ６０ Ｏ １６４ （００）２０ ６ ・６
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｍ ｏ ｌｎｇ ａ ｄ Ｓｉ ｄｅｉ ｎ ｍｕｌ ｔｏ ｆ Ｖｅ ｔ ｎｔ ｏ ｓｅ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ｏ ｃ ｏｒ Ｃｏ ｒ ｌＳｙ ｔ ｍ ｏ Ｐｅ ｍａ ｎｔＭ ａ ｎｅ ｓ ｈｒ ｎｏ ｏ ｏ ｓ ｒ ｎｅ ｇ ｔＳｙ ｃ ｏ ｕｓＭ ｔ ｒ
３ 西 安交 通 大 学 苏 州 研 究 院 ，苏 州 ．
２ ５２ ；４ １０ １ ．深圳 市 大 族 电机 科 技 有 限公 司 ，深 圳
７０ ７ ） １０７
５ ８５ ； １０ ７
５ ．西 安 微 电 机 研 究所 ，西 安
摘
要 ：根 据 永 磁 同步 电 机 （ Ｍ Ｍ） Ｂ Ｐ Ｓ Ａ Ｃ坐 标 系 和 由 坐 标 系 下 的数 学模 型 ，在 Ｍ ｔ ｂ Ｓｍ ｌ ｋ环 境 下 构 建 了永 磁 同 ａｌ ／ ｉ ｕｉ ａ ｎ
５ Ｘ ， ｃ ｍ ｔ ｅｅｒ ｓｔｔ， ｉ ｎ７ ７ ，Ｃ ｉａ ． ｉ ｎＭｉｏ ｏ ｒ ｓ ｃ Ｉ ｔｕｅ Ｘ ’ ０ ７ ｈｎ ） ａ ｒ ｏ Ｒ ａ ｈ ｎｉ ａ １ ０
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｉ ｕ ａｉｎ ｍ ｏ ｅ ｆｍａ ｎ ｔｃ ｆｅｄ ｏ ｉｎ ａｉｎ ｖ ｃｏ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｏ ｅ ｍ ａ ｅ ｔｍａ ｎ ｔｓ — ｅ ｓｍ ｌｔｏ ｄ ｌｏ ｇ ｅ ｉ ｌ ｒｅ ｔｔｏ ｅ ｔ ｒｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｆｒｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ｙ ｉ
永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真
永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真王涛;李勇;王青;贾克军【摘要】基于永磁同步电机具有多变量、非线性的复杂特性,为研究需要,对其物理模型进行简化,建立了电机的数学模型及其基本方程.在矢量控制众多方法中采用最为简单的使直轴电流id=0方法进行研究,得到了基于转子磁场定向矢量控制下的电机电磁转矩方程.在Matlab/Simulink搭建整个系统仿真模型、转速和电流控制模块,并对这些模块进行仿真.仿真结果表明所得波形符合理论分析,系统响应快、超调量小,系统运行稳定,具有良好的动、静态特性.该模型的建立和分析对电机的实际控制提供了新的研究思路.%Based on the complex system of Permanent Magnetic Synchronous Motor (PMSM) with multi-variable and nonlinear, in this paper, the physical model of PMSM is simplified and the mathematical model of the motor is established in order to facilitate research. This paper uses id = 0 control manner which is the simplest manner in vector control methods, motor electromagnetic torque equation is established based on rotor field oriented vector control. The system model,speed and current control block are built and simulated with Matlab/Simulink. Simulation results show that the waveform is consistent with theoretical analysis; the model has fast response and small overshoot. The system runs stably with good dynamic and static characteristics. So,the establishment and analysis of PMSM model provide a new study for its actual control.【期刊名称】《河北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(031)006【总页数】5页(P648-652)【关键词】永磁同步电机;矢量控制;建模;仿真【作者】王涛;李勇;王青;贾克军【作者单位】河北大学质量技术监督学院,河北保定071002;北京科技大学车辆工程研究所,北京100083;河北大学质量技术监督学院,河北保定071002;河北大学质量技术监督学院,河北保定071002【正文语种】中文【中图分类】TH39永磁同步电机与励磁同步电机相比取消了励磁电源和励磁绕组，取而代之的是能够产生稳定磁场的永磁体，这就使得永磁同步电机结构更加紧凑，重量减轻，体积减小，又由于同时也取消了励磁系统的损耗，其效率、功率因数得到了很大的提高［1-2］.永磁同步电机的励磁磁场由转子上的永磁体产生，按转子磁场定向的矢量控制实现类似于直流电机对转矩和转子磁链的分别控制，从而获得类似于直流电机的宽范围调速性能.随着电力电子技术和控制技术的发展，永磁同步电机具有精度高、动态性能好、调速范围大以及定位控制准确等优点，常被应用于伺服系统和高性能的调速系统，因此引起了国内外越来越多学者的广泛关注［3］.本文对永磁同步电机建立数学模型得到其基本方程，对矢量控制众多控制方法中最为简单的id＝0方法进行研究，在Matlab／Simulink平台下建立该控制方法的仿真模型并进行仿真，并对仿真结果进行分析.该模型的建立和分析对电机的实际控制提供了新的研究思路.1.1 永磁同步电机基本结构永磁同步电机的定子与一般交流电机的定子绕组相同，采用三相交流绕组.定子铁心由带有齿和槽的冲片叠成，在槽中嵌入交流绕组.当三相对称电流通入三相对称绕组时，在气隙中产生同步旋转磁场，为简化问题同时又不影响数学模型的精度，常作如下假设：1）气隙磁场即永磁体产生的励磁磁场和三相绕组产生的电枢反应磁场呈正弦分布，定子三相绕组磁通产生的感应电动势也呈正弦分布；2）由于永磁同步电机的气隙比较大，所以不计定子磁路的饱和和铁损；3）转子上没有阻尼绕组，永磁体没有阻尼作用［4-5］.1.2 永磁同步电机基本方程将永磁同步电机模型建立在三相静止坐标系（abc坐标系）上，可得到其各绕组电压平衡方程［6-7］式中，ea，eb，ec 为永磁体磁场在a，b，c三相电枢绕组中感应的旋转电动势，Rs 为定子绕组电阻，La，Lb，Lc 为定子绕组自感，Mab，Mbc，Mca为绕组间的互感.由于转子结构不对称，将abc坐标系（三相静止坐标系）中的a，b，c三相绕组先变换到αβ坐标系（两相静止坐标系），然后再由αβ坐标系变换到dq坐标系（两相旋转坐标系）中.采用的坐标变换关系式为［8-11］得到dq坐标系上的电压方程为dq向abc转换关系如式（5）所示.式中，Ld，Lq 为定子绕组自感，id，iq 为d，q轴电流分量，Rs 为定子绕组电阻，ud，uq 为d，q轴电压分量，ωr 为转子角速度，ψf ＝ψfm／2，ψfm 为与定子a，b，c三相绕组交链的永磁体磁链的幅值.电机在dq坐标系中转矩方程为永磁同步电机的矢量控制方法有很多种，其中使直轴电流id＝0控制是最常用的方法.此时电流矢量随负载状态的变化在q轴上移动.根据式（4），id＝0时的电磁转矩为.采用该方法消除了直轴电流带来的电枢反应，电机所有电流都用来产生电磁转矩，电流控制效率得到提高，产生最大的电磁转矩.永磁同步电机矢量控制结构图1所示.根据永磁同步电机矢量控制结构图［12-15］，在Matlab／Simulink中搭建仿真模型，如图2所示.本文采用永磁同步电机电流、速度的双闭环控制，如图3所示.内环为电流环，外环为速度环.将电流环看作是速度调节系统中的一个环节，其作用是提高系统的快速性，抑制电流环内部干扰，限制最大电流以保障系统安全运行，速度环的作用是增强系统抗负载扰动的能力，抑制速度波动［16］.转速调节模块如图4所示.该模块由PI调节器和限幅输出模块组成.通过反复调整kp，ki参数使系统输出达到最佳状态.电流调节其实就是转矩调节模块，将转速调节器的输出电流作为转矩调节器的输入.该模块也由PI调节器和限幅输出模块组成，电流调节模型图与转速调节模型图相同［17-18］.仿真参数设置：逆变器直流电源电压380V，永磁同步电机定子绕组电阻Rs＝2.67Ω，d轴电感Ld＝0.007H，q轴电感Lq＝0.007H，极对数p＝2，电机转动惯量J＝0.006kg·m2.电机空载启动，启动转速给定n＝3 000r／min；待系统进入稳态后在0.05s时突加Tl＝6N·m的负载，仿真时间t＝0.1s.仿真结果如图5a-c 所示.从图5a中可以看出电机在启动后的0.02s内转速快速上升，并在经过0.01s的波动之后迅速达到稳定状态，电机动态响应性能良好.图5b中看出0.03s之前出现很大的振荡，这是因为电机启动初期转子转速低于定子旋转磁场转速，定子磁链和永磁体磁链产生的转矩在较短的时间内起到制动作用.当牵引转矩小于制动转矩时，电机总转矩下降，从而出现振荡现象.在0.05s突加6N·m的负载时，转速、转矩均有相应响应，但经过短暂的波动之后均达到稳定状态.由于仿真过程中使用PWM逆变器供电，定子电流中出现一定的谐波分量，影响到电磁转矩，使转矩和转速均出现一定的脉动，但不影响系统的稳定性.图5c为电机的机械特性曲线，可以看出机械特性较为理想.在分析永磁同步电机数学模型的基础之上，建立了电机的数学方程，通过数学的方法去研究永磁同步电机，并在Matlab／Simulink里搭建模型并进行仿真.由电机仿真波形可以看出，系统响应快速且平稳，转速和转矩超调量非常小，系统起动后保持恒定转矩；突加扰动时系统波动较小，充分说明系统具有较好的鲁棒性.仿真结果证明了本文所提出的永磁同步电机仿真建模方法的有效性.【相关文献】［1］曾毅.变频调速控制系统的设计和维护［M］.2版.济南：山东科学技术出版社，2002.［2］张铁军.永磁同步电机数字化控制系统研究［D］.长沙：湖南大学，2006.［3］王成元.电机现代控制技术［M］.北京：机械工业出版社，2007.［4］杨文峰，孙韶元.参数自调整模糊控制交流调速系统的研究［J］.电工技术杂志，2001（9）：11-13.［5］BARRERO F，GONZÁLEZ A ，TORRALBA A，et al.Speed control of induction motors using a novel fuzzy sliding mode structure［J］.IEEE Transactions on Fuzzy Systems，2002，10（3）：375-380.［6］薛峰，谢运祥，吴捷.直接转矩控制系统的转速估算模型及其参数补偿方法［J］.电工技术学报，1998，13（5）：26-30.［7］EBERHART R，KENNEDY J.A new optimizer using particl swarm theory［Z］.Proceedings of Sixth International Symposium MicroMachine and Human Science，Nagoya，Japan，1995.［8］陈伯时.电力拖动自动控制系统［M］.2版.北京：机械工业出版社，2001.［9］陈荣.永磁同步电机伺服系统研究［D］.南京：南京航空航天大学，2004.［10］黄永安，马路，刘慧敏.MATLAB 7.1／Simulink 6.1建模仿真开发与高级工程应用［M］.北京：清华大学出版社，2005.［11］李学文，李学军.基于SIMULINK的永磁同步电机建模与仿真［J］.河北大学学报：自然科学版，2007，27（S1）：28-31.［12］BOUCHIKER S，CAPOLINO G A.Vector control of a permanent magnet synchronous motor using AC matrix converter［J］.IEEE Transactions on Power Electronics，1998，13（6）：1089-1099.［13］沈艳霞，吴定会，李三东.永磁同步电机位置跟踪控制器及Backstepping方法建模［J］.系统仿真学报，2005，17（6）：1318-1321.［14］薛花，姜建国.基于EKF永磁同步电机FMRC方法的仿真研究［J］.系统仿真学报，2006，18（11）：3324-3327.［15］林伟杰.永磁同步电机两种磁场定向控制策略的比较［J］.电力电子技术，2007，41（1）：26-29.［16］LI Yong，MA Fei，CHEN Shunxin，et al.PMSM simuation for AC drive in mining dump truck［Z］.The Ninth International Conference on Information and Management Sciences（IMS2010），Urumchi，2010.［17］KENNEDY J，EBERHART R.Particle swarm optimization［Z］.Pro IEEE Int Conf on Neural Networks，Perth，1995.［18］钱昊，赵荣祥.永磁同步电机矢量控制系统［J］.农机化研究，2006（2）：90-91.。
永磁直线同步电动机垂直提升系统的仿真与实现
曹春岩;崔建明;刘红丽
【期刊名称】《工矿自动化》
【年(卷),期】2010(036)006
【摘 要】针对传统的永磁直线同步电动机驱动的垂直提升系统容易产生失步和振荡现象的问题,提出了一种永磁直线同步电动机速度、电流、位置闭环矢量控制系统的设计方案,采用次级磁链定向的矢量控制技术,结合空间电压矢量脉宽调制方法,在Matlab/Simulink环境下对垂直提升系统的分段式永磁直线同步电动机闭环矢量控制系统进行了建模与仿真,并基于实验室自制样机做了闭环实验.实验结果表明,该系统具有良好的动、静态性能,基本满足垂直提升系统相应性能的要求.
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2.基于VB的DSP数据采集监控在永磁直线同步电动机垂直提升系统中的应用实验 [J], 潘萍;鲍祖尚;成春强
3.永磁直线同步电动机垂直提升控制系统设计 [J], 宗群龙;潘萍
4.永磁直线同步电动机在垂直提升控制系统中的应用 [J], 段志其
5.基于神经网络永磁直线同步电动机提升系统动态模型建立与仿真 [J], 王福忠;焦留成;张向文;袁世鹰;王莉
【总页数】4页(P5红丽
【作者单位】太原理工大学电气与动力工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学电气与动力工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学电气与动力工程学院,山西,太原,030024
【正文语种】中 文
【中图分类】TD614
【相关文献】
1.基于VB的永磁直线同步电动机垂直提升系统数据采集与控制系统设计实验研究 [J], 付子义;刘辉;刘红钊;潘萍
永磁同步电机调速系统的建模与仿真
毕业设计(论文)课题名称永磁同步电机调速系统建模与仿真学生姓名王云学学号**********系、年级专业电气工程系、11级电气工程及其自动化指导教师刘白杨职称助教2015年4月 5 日相比于传统使用的电机，永磁同步电动机（PMSM）具有着比较高的工作效率、比较高的力矩惯量比、比较高的能量密度和环保节能等优越特性，所以对永磁同步电机进行控制调速方面的研究有着相当重要的意义。
由于电机在运行过程中会受到一些扰动，使电机的转速偏离原来的额定转速，所以我们通过在对他数学模型的分析基础上，我们把电机的转动速度偏差e和转动速度偏差变化率de/dt作为是输入的变量，利用Matlab Simlink模块建立了系统的仿真模型，来使得系统自动调节电机的转速使其保持在额定转速。
本文通过分别对经典PI控制调速系统和模糊PI控制调速系统进行了详细的仿真实验分析对比。
从仿真的分析结果可以看出，使用模糊智能的PI 控制调速系统不仅具有响应速度的迅速、无超调量、抗扰性能好、能更好地提高永磁同步电机的调速系统的动态和静态特性，而且还在非线性因素对系统的干扰方面具有一定的抑制作用。
关键词：永磁同步电机；Matlab Simlink；调速系统；模糊PI控制；逆变电路Compared with the traditional use of the motor, rare earth permanent magnet synchronous motor (PMSM) has high work efficiency, high torque inertia ratio, high energy density, energy saving and environmental protection advantages, so of permanent magnet synchronous motor (PMSM) to control the speed of research is of great importance significance. Through to his mathematical model based on the analysis, we put the motor rotation speed deviation E and the rotation speed deviation change rate de/dt as is the input variables, the use of MATLAB / SIMLINK module to establish the simulation model of the system.Based on the classical PI control system and fuzzy PI control system is analyzedwith the simulation experiment. From the analysis of the simulation results, we can see that using fuzzy PI intelligent control system with the response speed quickly, no overshoot and good anti disturbance performance, can better improve the permanent magnet synchronous motor control system is speed, static performance, can effectively suppress some nonlinear factors on the system interference.Key words: permanent magnet synchronous motor; Matlab Simlink; speed control system; fuzzy PI control; inverter circuit目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题的目的和意义 (1)1.2永磁同步电机国内外现状及水平 (1)1.3永磁同步电机的应用前景 (2)2 永磁同步电机系统原理 (4)2.1 永磁同步电机基本组成 (5)2.2 永磁同步电机的工作原理 (6)3永磁同步电机控制调速方法 (8)3.1 永磁同步电机控制系统的数学模型 (8)3.2 经典PI控制调速原理 (11)3.3 模糊PI控制调速原理 (12)4 Matlab建模与仿真设计 (15)4.1 matlab软件介绍 (15)4.2控制系统的仿真模型 (15)5仿真结果与分析 (20)6 总结 (25)参考文献 (26)附录 (28)致谢 (29)1 绪论1.1 课题的目的和意义由于永磁同步电动机具备制造结构简单可靠、占地空间体积小、工作效率比较高、电磁机械转矩的电流比大、转动惯量小、节能环保和比较好散发出热量以及维修保护等很多良好特点。
垂直提升用永磁同步直线电动机分段设计研究
ｅ ｓ ｂ ｃ ｖ ｎｔ ｎｔ ｅｔ ｌｈｔｅ ａｈｍ ｔ ａ ｍ ｄ１Ｔ ｅｓ ｇ ｔ ａ ｄｓ ｎｄｂ ｐｉ ｚｔ ｎｍ ｔｏ． ｈ ｐ ｄａ ｏｊ ｔ ｅ ｕｃｉ ｓ ｂｉ ｔｅ ａ ｃｌ ｏｅ． ｈ ｉ ｌ ｍｏ ｒ ｓ ｅｉ ｅ ｙ ｔ ａｉ ｅ ｄ Ｔ ｅ０— ｅｉ ｆ ｏ ｏ ａ ｓ ｈｍ ｉ ｎ ｅ ｏｗ ｇ ｏ ｍｉ ｏ ｈ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｓ ｃ ｉｎ ｌｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｄ ｓ ｎ ｗ ｓ ｉｔ ｄ ｃ ｄ ｐ ｉ ｃｐ ｌ ｎ ｌ ｄ ｎ ｈ ｅ ｔ ｎ ｌ ｒ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｃ ｉ ｒ ｎ ｓｒ ｃ ： ｈ ｅ ｔ ａ ｐ ｉ ａｉ ｅ ｉ ａ ｎｒ ｕ ｅ ｒｎ ｉａ ｌ ｉ ｃｕ ｉｇ ｔ ｅ ｓ ｃｉ ａ ｉ ｉ ｌ ｎ ｒ ｅ ｉ ． ｏ ｍｉ ｏ ｇ ｏ ｙ ｏ ｐ ｎ ｔ ｏ Ｔ ｈ ｅｍａ ｅ ｔｍａ ｎ ｔ ｉｅ ｒｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｍｏｏ ｒｖ ｒｉａ ｏ ｓ ｍｏ ｅ ｎ ，ｈ ｌｃｒ ｍａ ｎ ｔ ｎ ｏ ｕ ｅ ｅｓ ｌ ｃ— ｏ ｔｅ ｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ｎ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔｒｆ ｅｔ ｌ ｉｔ ｖ ｍｅ ｔ ｔ ｅ ｅｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ａ ｄ ｖ ｌ ｍｅ ｗ ｒ ｅｅ ｔ ｌ ｏ ｃ ｈ ｃ
体积为 目标 函数建立数学模 型， 对单台电机进行优化设计 ， 最后用随机搜 索法得 出优化结果。
关键词 ： 永磁 同步直线电动机 ； 垂直运输系统 ； 分段设计
中 图分 类 号 ： Ｍ３ １ Ｔ ５ ． Ｔ ４ ；Ｍ３ ９ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０４－ ０８ ２０ ）１－ ０ ２— ３ １０ ７ １ （０ ８ １ ０ １ ０
０引 言
与其 它类 型 的直 线 电机 相 比 ， 磁 同步 直线 电 永
永磁同步电机变频调速系统的建模与仿真
第 ２期
移
动
电
源
与
车
辆
１ ５
永 磁 同步 电机 变 频 调 速 系统 的建 模 与 仿 真
杨 秀芹 ， 贺 彬 ， 张 晓 杰
（ １ ． 海军航空工程学 院 青 岛校 区 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ４ ２ ； ２ ． ９ １ ４ ９ ８部队 ， 河北 秦 皇岛 ０ ６ ６ ０ ０ ０ ）
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ２ － ２ ６
等于常数的办法 ， 使电机做恒转矩运行。所以， 只要 合理的对电机的供电电压 和频率加以协调控制 ， 就
可 以达 到 电动机 变频调 速 的 目的 。
作者简介 ： 杨秀芹（ １ ９ ７ ０ － ） ， 女， 山东高密人 ， 本科 ， 主要从事飞机地面 电源保障的教学和研究工作 。
电， 三相对称 电流合成的旋转磁场 与转子永久磁钢 产生 的磁场 相互 作用 产生转矩 ， 拖 动转子 同步旋 转 。
位置 传感器 实 时读 取转 子 磁 钢位 置 ， 变 换 成 电 信号 控制 逆变器 开关 ， 调节 电流频 率 和相位 ， 使磁 势保 持 稳定 的位 置关 系 ， 产生 恒定 的力矩 。
图功能、 可视化 的仿真环境 Ｊ 。使用 Ｓ ｉ ｍ ｕ Ｌ ｉ ｎ ｋ进行
仿真时很少需要程序 ， 只需要用 鼠标完成拖拉等简
单 的操 作 ， 就可 以形 象 地 建 立 起 被 研究 系 统 的数 学 模型 ， 并进 行仿 真 和分析 研究 。 本 文作 者 以永磁 同步 电机 的变频 调速 系统 为研 究对象， 使用 Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ建 立仿 真模 型 ， 对 逆 变 电路及 三相桥 式整 流 电路进 行仿 真研 究 。
多段初级永磁直线同步电动机系统建模及制动仿真
多段 初 级 永磁 直 线 同步 电动 机 系统 建 模 及 制 动 仿 真
上官 璇峰 ，励庆 孚 ，袁世鹰
（． １ 西安交通大学 电气 工程学院 ， １ ０ ９ 西安 ；２ ７０４ ， ．河南理工 大学 电气工程学院 ，４ ４ ０ ， ５ ０ ０ 焦作 ）
摘要 ：建立 了单段初级永磁 直线 同步电机 变参数、 非线性动态模型． 在此基础上， 以次级位 置为参 变量， 建立多段初级式永磁直线同步电机 系统动态模型， 并用该模型对一具有 ４ 段初级的无绳提升 系统能耗制动过程进行 了 仿真 、 分析． 结果表明： 所建模型能很好地反 映 系统的动态过程， 能耗制动 可将提升机的下放速度限制在 ０ ２ ／ 内， ．５ｍ ｓ 具有较好 的断电保护作 用． 间接场路 结合法用于分 将 析 多段初级式永磁直线同步电机是一种行之有效的新思路． 关键 词 ：永磁 直 线 同步 电动机 ；建模 ； 真 ；能耗 制动 仿
ｂ ｅｔ ｏ ｓ ｒ ｃ ｈ ｙ ｔｍ ｙ ａ ｃ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｍｏ ｅ ｆａＰＭ Ｌ ｌ ｏ ｃ ｎ ｔｕ ｔｔ ｅｓ ｓｅ ｄ ｎ ｍｉ ｉ ｌｔ ｄ ｌｏ ｏ ＳＭ ｔ ｅ ｅａ ｅ ｍｅ ｔｐ ｉ — ｗｉｈ ｓ ｖ ｒ ｌｓ ｇ ｎ ｒｍａ
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基于matlab永磁同步电机控制系统建模仿真方法
基于matlab永磁同步电机控制系统建模仿真方法1. 建立永磁同步电机模型
我们可以通过matlab中的Simulink工具箱建立永磁同步电机的模型，模型中包括电机本身和电机驱动系统。
该模型可以包括各种控制系统，比如位置控制、速度控制、电流控制等。
2. 设计控制系统
根据永磁同步电机的特性和实际控制需求，选定相应的控制策略。
常见的控制策略有FOC（磁场定向控制）、DTC（直接扭矩控制）等。
设计控制系统包括建立系统数学模型、设计控制算法、仿真验证等步骤。
3. 仿真实现
在matlab中进行仿真实现，根据设计的控制系统和模型参数，运行仿真程序，验证设计的控制系统的性能和功能是否符合实际控制要求，以此优化和完善控制系统。
4. 实验验证
在实验室或者实际应用场景中，进行实验验证，对控制系统进行调试和优化。
实
验验证可以通过实际硬件搭建或者仿真器件模拟等方式实现。
根据验证结果，并结合实际应用需求，对控制系统进行进一步优化和改进。
永磁同步电机矢量控制系统仿真与建模研究
永 磁 同 步 电机 矢 量 控 制 系 统 仿 真 与 建 模 研 究
林海Βιβλιοθήκη 李宏林洋
李
伟
中图分类号 ：Ｔ ４ Ｍ３ １
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ ８ ８ ２ ０ ） ８０ ４ ３ ０ １６４ （０ ６ ０ ０ ３０
永磁 同步 电机 矢 量控 制 系统 仿 真 与建 模 研 究
关键 词 ：永磁 同步 电机 ；矢 量控制 ；仿 真 ；建 模 ；双 闭环
Ｍ ｏ ｌｎ ｎｄ Ｓ ｍ ｕｌｔｏ ｄｅ ｉ ｇ ａ ｉ ａ ｉｎ ｏｆＰＭ Ｓ ｃ ｏ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ａ ｌ ｂ ．５ Ｍ Ｖｅ ｔ ｒ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｔａ ６ ＬＩ Ｈ ａ ， ＬＩ Ｈ ｏ ｇ， ＬＩ Ｙ ａ Ｎ ｉ ｎ Ｎ ｎｇ， ＬＩＷ ｅ ｉ
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制模 块 ，并 与 Ｐ Ｍ 本体 模 块和 电压逆 变模 块有机 组合 ，建 立 了 Ｐ Ｍ 控制 系 统 的速 度和 电流 ＭＳ ＭＳ
双 环仿真 模 型。仿 真 实验 结 果表 明该方 法有 效 ，也适 用 于 验证 其 他 控制 算 法 ，为 实 际 Ｐ Ｍ 控 ＭＳ