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直线电机是随着电工领域新原理新技术发展起来的一种能将电能直接转化成直线机械运动而不需要传动装置的新型电机,具有传递效率高、调速范围宽、噪声小、低损耗等优良性能。随着机械加工业的发展,直线电机在数控机床方面得到广泛的应用,同时也对电机控制的稳定性和精度提出了更高的要求。本文采用双边永磁直线同步电机作为控制对象,对电机做了深入的研究,设计了基于TMS320F2812的数字驱动控制系统,并进行了仿真及实验,验证了该系统具有良好的控制性能,为精密加工使用的数控机床平台奠定了基础。 首先,本文简要分析了永磁直线同步电机的工作原理,介绍了直线电机与传统旋转电机特性的不同和对控制的影响。通过公式建立了电机定子坐标系和转子坐标系下的数学模型,验证了该电机可以应用矢量控制策略。 其次,针对永磁直线电机的特点设计速度、电流双闭环调速系统,采用空间电压矢量控制策略,在Matlab/Simulink平台下,根据推导的数学模型搭建电机仿真模块以及电流滞环控制策略与空间电压矢量策略的控制系统仿真平台。通过仿真波形进行对比,结果验证了空间电压矢量策略的可行性,同时表明该控制策略具有更好的性能。在仿真过程中参数进行选择和调整,对后续实际编程进行指导。 再次,应用交直交变频控制技术对电机进行驱动,采用典型的背靠背PWM变换器作为驱动系统的功率电路,设计并搭建了电机控制平台,包括控制、采样和驱动三个模块。以TMS320F2812为控制器核心,编写了软件并给出软件设计流程。 最后,基于设计的整个系统进行调试,通过测量实际波形得到稳态和动态的实际性能并进行深入的分析,结果表明系统可以稳定运行,得到良好的调速性能,达到了预期的目的,提供了一套直线电机驱动系统的方案。