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直线电机直接驱动是近十几年发展起来的一种新型直线传动方式,相比于传统旋转电机,它不需要任何中间转换机构、直接将电能转换成直线运动机械能,从而消除传统机械传动链所带来的一系列不良影响,极大地提高了进给系统的快速反应能力和运动精度。永磁同步直线电机因在功率密度、快速动态响应、高精度、效率等方面的优势,在车床、半导体制造、交通运输等自动化控制领域得到广泛地应用。 首先,在分析永磁同步直线电机的工作原理和基本结构的基础上,就理想化的永磁同步直线电机动态特性的基本关系式进行了推导,给出了永磁同步直线电机的数学模型,提出了永磁同步直线电机X-Y平台系统总体方案的设计。 其次,为了实现永磁同步直线电机的精确跟踪性能以及高频往复运动,提出一种将神经网络、模糊控制相结合的控制策略。设计了基于动态结构的模糊神经网络控制器,采用误差反向传播算法进行在线学习,应用于直线电机的位置伺服控制系统,使系统在逼近目标时,能有效的将逼近误差控制在局部范围内。 再次,在综合考虑永磁同步直线电机X-Y平台控制系统的具体应用和实际控制要求的基础上,完成了基于数字信号处理器的控制系统硬软件的设计。重点介绍了位置检测、电流检测、回零点和限位以及保护电路的设计;针对软件设计部分采用模块化的方式,给出了主程序以及一些功能模块的子程序设计,最后对设计中一些关键技术进行了探讨。 最后,在实际永磁同步直线电机X-Y平台上进行了无负载实验,给出了永磁同步直线电机运动跟踪轨迹波形,并对实验结果进行了分析,验证了所提出控制策略的可行性。