[发明专利]一种基于直线伺服电机的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直线电机的控制方法，尤其是一种基于直线伺服电机的控制方法。

背景技术

弹射器是随着航空母舰的问世而发展起来的，它的作用是缩短舰载机的滑跑距离并推动其实现弹射起飞。相比于垂直起飞、火箭助推器起飞、斜板跃飞等方式来说，弹射起飞方式对舰载机的要求不高，具有一定的优势。自20世纪20年代以来，弹射器先后经历了压缩空气式、火药式、火箭式、电动式、液压式和蒸汽式等多种形式。目前除蒸汽式弹射器外，其它形式的弹射器由于受到安全性和弹射能量的限制，并且制约了舰载机的发展使用，已被逐渐淘汰。

目前的一些弹射器存在一些不可避免的缺陷：(1)使用成本高、效率低、配套设施多、系统烦琐、对各个环节要求高；(2)维护成本高，密封条更换频繁而繁琐，对材质要求较高；(3)需消耗大量淡水。

我国自20世纪80年代初期开始研究电磁发射技术，这相比一些欧美国家要晚得多。首先，我国的一些专家、学者做了一些理论和思想上的探索，促进了电磁发射技术在我国的发展。国内外很多研究机构做了相关的研究，但是他们的研究重点都在于对电磁弹射器的直线电机研究主要是围绕有铁心永磁直线同步电机展开的。如申请号为201110056971.4的发明，利用利用磁悬浮避免滑车与道槽摩擦减少阻力，由于弹射是短距离做功，不需将动力源随运动移动，通过钢索滑车提供飞机额外动力，使飞机达到起飞要求速度顺利起飞。但是使用成本高、效率低、配套设施多、系统烦琐、对各个环节要求高。

发明内容

针对目前弹射器存在的使用成本高、效率低、配套设施多、系统烦琐、对各个环节要求高等问题，本发明提出了一种基于直线伺服电机的控制方法，该方法降低了电机设计制造难度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1、根据电磁弹射器对驱动直线电机的要求，设计直线电机总体结构。

2、建立无铁心永磁直线同步电机的气隙磁场解析模型和推力模型，建立无铁心永磁直线同步电机的气隙磁场解析模型和推力模型。

3、建立自律分散控制下的直线电机数学模型和对自律分散控制器的电流环进行设计分析。对自律分散控制下电机绕组开路故障情况的磁动势进行补偿。

4、自律分散控制中的中的磁动势。

本发明的优点是：

本发明设计的结构由低速段的有铁心永磁直线同步电机和高速段的无铁心永磁直线同步电机组合而成，这大大降低了直线电机的设计制造难度，并能有效的缩小电磁弹射器的体积和提高直线电机的运行效率。

附图说明

图1是本发明的倒U字型结构无铁心永磁直线同步电机平面模型。

图2是本发明的永磁直线同步电机的解耦控制框图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种基于直线伺服电机的控制方法是这样实现的，首先将自律分散控制方法引入到永磁直线同步电机的控制上来，建立自律分散控制下的直线电机数学模型，通过对自律分散控制器的电流环设计使得系统具有较快的响应特性，所述电磁弹射器的直线电机的控制方法包括以下步骤：

1、根据电磁感应定律和基尔霍夫电压定律可知，在定子三相绕组进行拆分前，静止坐标系下直线电机的定子电压方程可写为