[發明專利]線性開關磁阻電機控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201711172380.7
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107769650A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 邱麗;郭春源;潘劍飛;張博
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P25/064;H02P25/08
• 代理公司: 深圳市蘭鋒知識產權代理事務所(普通合伙)44419
• 代理人: 曹明蘭

【技術領域】

本發明涉及電機控制技術領域，特別地，涉及一種線性開關磁阻電機控制系統及其控制方法。

【背景技術】

隨著高速與高精度運動的需求增加，各種類型的直線電機驅動運動系統因密運動控制而受到了的重視。近年來，對于線性開關磁阻電機(LSRM)控制系統，已經提出了一些結果，例如，已經基于級聯模擬感測線圈和數字霍爾探頭反饋控制來描述磁通反饋磁阻執行器直線化方案。

基于最小磁阻原理的直線運動控制系統被廣泛應用于零件組裝，印刷電路和板材鉆孔等各種工業應用，具有高速度，高精度，響應快，無路徑錯誤，大輸出，直線執行等。然而，因為難以獲得敏感度和變化摩擦系數牽引脈沖引起的精確數學模型參數，所以實現高精度定位控制是很困難的。

【發明內容】

針對現有方法的不足，本發明提出了一種高精度定位控制的線性開關磁阻電機控制系統及其控制方法。

一種線性開關磁阻電機控制系統，其包括位置控制器、驅動裝置、磁阻電機裝置及傳感裝置，所述位置控制器用于發出控制信號至所述驅動裝置，以使得所述驅動裝置發出驅動信號驅動所述磁阻電機裝置從而控制所述磁阻電機裝置的電機位置與速度，所述磁阻電機裝置還經由所述傳感裝置連接所述位置控制器以使得所述傳感裝置將電機位置與速度的偵測信號反饋至所述位置控制器，從而所述位置控制器依據所述電機的位置與速度調整其發出的控制信號，其中通過穩定性分析理論、矢量化方法與H代表技術計算所述系統的穩定性條件與增益K使得所述位置控制器依據所述計算獲得的穩定性條件與增益K輸出所述控制信號。

在一種實施方式中，所述磁阻電機裝置包括力電轉換模塊、電流控制回路及電機模塊，所述力電轉換模塊接收所述驅動信號并輸出電流控制指令，所述電流控制模塊依據所述電流控制指令輸出電流信號至所述電機模塊來控制所述電機模塊的位置與速度。

在一種實施方式中，所述力電轉換模塊包括力分布單元、多個力電轉換單元，所述力分布單元依據所述驅動信號產生各相力控制指令，所述各相力控制指令被分別提供到所述多個力電轉換單元，所述各力電轉換單元依據各相力控制指令產生各相電流控制指令，所述電流控制模塊依據各相電流控制指令產生各相電流信號控制所述電機模塊的各相電流。

在一種實施方式中，所述電流控制模塊包括多個驅動單元與多個電流控制器，所述各驅動單元分別接收所述各相電流控制指令并輸出各相驅動指令至各電流控制器，所述各電流控制器分別輸出所述各相電流信號至所述電機模塊。

在一種實施方式中，所述電機模塊包括移動平臺、位于所述移動平臺兩側的定子鐵芯、套設于所述定子鐵芯兩側的各相繞組，所述各相電流信號分別被提供至所述各相繞組。

在一種實施方式中，所述力電轉換單元、驅動單元、電流控制器及繞組的數量均為三個，所述各相力控制指令、電流控制指令、電流信號均為三相。

在一種實施方式中，所述各相電流信號還被提供至對應的驅動單元以使得每個驅動單元分別依據對應的電流控制指令及對應的電流信號產生對應的驅動指令。

在一種實施方式中，所述增益K的范圍利用矩陣特征值數據分析法進行了縮小。

在一種實施方式中，所述傳感裝置為直線磁編碼器。

一種線性開關磁阻電機控制方法，其包括如下步驟：

位置控制器用于發出控制信號至驅動裝置，以使得所述驅動裝置發出驅動信號驅動磁阻電機裝置從而控制所述磁阻電機裝置的電機位置與速度；及

所述磁阻電機裝置還經由傳感裝置連接所述位置控制器以使得所述傳感裝置將電機位置與速度的偵測信號反饋至所述位置控制器，從而所述位置控制器依據所述電機的位置與速度調整其發出的控制信號，其中通過穩定性分析理論、矢量化方法與H代表技術計算所述系統的穩定性條件與增益K使得所述位置控制器依據所述計算獲得的穩定性條件與增益K輸出所述控制信號。

相較于現有技術，本發明線性開關磁阻電機控制系統及其控制方法中，所述位置控制器依據所述電機的位置與速度調整其發出的控制信號，其中通過穩定性分析理論、矢量化方法與H代表技術計算所述系統的穩定性條件與增益K使得所述位置控制器依據所述計算獲得的穩定性條件與增益K輸出所述控制信號，可以實現較高精度的電機定位控制。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中：