[发明专利]基于圆筒型磁通切换直线电机的电磁弹射系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种基于圆筒型磁通切换直线电机的电磁弹射系统及控制方法，该系统包括圆筒型磁通切换直线电机、辅助电磁减速装置、无位置传感器和中央控制器，无位置传感器包括初始位置检测模块、低速段位置检测模块、中高速段位置检测模块和过渡区域位置切换模块，中央控制器采用双闭环控制；双闭环控制采用重复控制、无位置检测算法和PI反馈控制相结合的速度环和PI调节空间矢量电流环。本发明将圆筒型磁通切换直线电机、无位置传感器技术、基于速度和电流控制器的双闭环控制方法相结合并应用在电磁弹射系统中，提高了弹射系统的稳定性、可靠性和动态响应能力，降低了电磁弹射装置的制造成本和安装难度。

主权项

1.基于圆筒型磁通切换直线电机的电磁弹射系统，其特征在于：包括圆筒型磁通切换直线电机、辅助电磁减速装置、无位置传感器和中央控制器，其中：圆筒型磁通切换直线电机，包括动子和定子，动子设于定子内，动子包括高矫顽力的永磁体和低电阻率的绕组，定子由硅钢构成，电磁弹射部分与动子相结合构成电磁弹射运动部分，定子铺设在电磁弹射平台上，定子的铺设长度根据弹射最终速度和弹射物体重量设计；辅助电磁减速装置，包括固定在动子弹射前端的可调电磁减速器、固定在电磁弹射平台末端的永磁减速装置和减速控制电路，根据无位置传感器实时检测的电磁弹射运动部分的位置，减速控制电路根据无位置传感器所估算的弹射速度和位置实时调节可调电磁减速器的输出功率，使动子在电磁弹射平台末端稳定准确停止；无位置传感器，包括初始位置检测模块、低速段位置检测模块、中高速段位置检测模块和过渡区域位置切换模块，电磁弹射器启动时，初始位置检测模块对动子的初始位置进行判读，使中央控制器输出合适的驱动电压，当动子进入低速段或中高速段时分别采用低速段位置检测模块或中高速段位置检测模块对电磁弹射器的速度和位置进行准确估测和控制，过渡区域位置切换模块采用混合观测器获取动子位置信息；中央控制器，包括高速数据处理芯片和分别与其电连接的数据储存电路、电压调理电路、光耦隔离路、驱动电路、电流电压检测电路和三相全桥逆变电路；中央控制器采用双闭环控制；双闭环控制包括电流环和速度环，双闭环控制采用重复控制、无位置检测算法和PI反馈控制相结合的速度环和PI调节空间矢量电流环。