數(shù)控機床大推力永磁同步直線電機控制方法

圖4中，Kp比例增益，為系統(tǒng)提供剛度；Kd微分增益，提供系統(tǒng)穩(wěn)定需要的阻尼；Kvff速度前饋增益，減小因阻尼引起的跟隨誤差；Ki積分增益消除穩(wěn)態(tài)誤差；Kaff加速度前饋增益減小系統(tǒng)慣性帶來的跟隨誤差。
其控制算法的實際公式如下

其中，DACout(n)為16位的伺服周期輸出命令轉(zhuǎn)換成 -10～+10 V；Ix08為電機x的一個內(nèi)部位置放大系數(shù)；Ix09為電機x速度環(huán)的一個內(nèi)部放大系數(shù)；FE(n)是伺服周期n內(nèi)所得的跟隨誤差，即為該周期內(nèi)命令位置和實際位置的差值；AV(n)是伺服周期n內(nèi)的實際速度，即為每個伺服周期最后兩個實際位置的差值；CV(n)是伺服周期n內(nèi)的指令速度，即為每個伺服周期最后兩個指令位置的差值；CA(n)是伺服周期n內(nèi)的指令加速度，即為每個伺服周期最后兩個指令速度的差值；IE(n)是伺服周期n的跟隨誤差的積分，大小為。

2 實驗用直線電機簡介
該電機應用于龍門五軸加工中心立柱上，最大推力12 000 N，低速可至1 m·min-1，最高速度可達1 m／s。具有大推力、速度范圍寬特點，是提供直線進給的優(yōu)良系統(tǒng)，電機實物如圖5所示。

直線電機底部為次級板，其結構呈U型，次級長1．32 m，寬0．26 m，高0．17 m，材料由ZG35鑄造而成，表面鍍鋅，N級磁鋼和S級磁鋼交替貼在次級表面時，并且要使同一極板兩側(cè)極性相反，同一側(cè)的兩片相鄰磁鋼用分隔條隔開，用膠粘牢固后，灌環(huán)氧樹脂密封成整體。

直線電機的初級是由兩塊安裝板并聯(lián)在一起，長1．4 m，寬0．36 m，高0．22 m，由鑄鐵35鑄造而成，經(jīng)過加工后，表面鍍白鋅，水冷板介于次級線圈與安裝板之間，由鑄鋁制成，內(nèi)嵌有鋁管，用于通水為初級線圈冷卻。