[发明专利]用双直线永磁同步电机控制龙门数控铣床的装置及方法

摘要

一种用双直线永磁同步电机控制龙门数控铣床的装置及方法，属于数控技术领域。首先输入位置信号，此时两个直线电机接收到同样的指令信号并开始运动；确定每个直线电机动子的实测位置、速度及电流；再计算混合误差，采用互补滑模变结构控制算法，最后得出控制率，即双永磁直线同步电机的控制电流，整个计算过程均在DSP中实现。DSP产生相应的两组六路PWM脉冲信号，分别驱动双直线电机运行。本发明利用交叉耦合控制将两个单轴的跟踪误差转化为双直线电机伺服系统不仅提高了定位精度，而且使系统拥有较传统控制更快的响应速度，保证了位置跟踪误差和同步误差同时地快速地收敛到零，而且互补滑模变结构控制仍具有传统滑模的强鲁棒性特点。

主权项

一种用双直线永磁同步电机控制龙门数控铣床的装置，其特征在于：包括：整流滤波电路、IPM逆变单元、DSP处理器、IPM隔离保护驱动电路、位置速度检测电路、电流检测电路以及永磁直线同步电机：整流滤波电路：与三相交流电源相连，将变化的交流电转化为稳定的直流电；IPM逆变电路：把整流滤波电路输出的直流电逆变成交流电，供给永磁直线同步电机；控制电路：用于接收检测电路检测到的位置、速度和电流信号，经过DSP计算，得出的结果经两组IPM隔离保护驱动电路，分别控制IPM逆变单元中的开关管通断，实现对两台永磁直线同步电机的控制；控制电路进一步包括：DSP处理器、IPM隔离驱动保护电路、电流检测电路和位置速度检测电路；DSP处理器：将给定的位置信号，与光栅尺检测双直线电机位置信号作差，得到两台电机的跟踪误差，通过两个跟踪误差计算得到混合误差，利用交叉耦合互补滑模变结构控制算法，计算得出两台电机的控制信号，产生PWM信号，对两个永磁直线同步电机进行伺服驱动；IPM隔离驱动保护电路：用于隔离IPM逆变电路和控制电路，并用于驱动IPM逆变电路中的六个IGBT工作；电流检测电路：用于采集动子电流，并将电流模拟量转变为DSP可以识别的数字量；位置速度检测电路：用于将光栅尺采集的位置速度信号转化为可被DSP识别的数字量。