基于s曲线的直线电机运动控制研究课件

1、基于S曲线的直线电机运动控制研究 直线电机是一种新型电机，简单描述为旋转电机被展平。凭借着其进给速度范围宽，速度特性好，定位精度高，行程不受限制，结构简单、运动平稳、噪声小等一系列的优势及其控制技术的日趋成熟，直线电机的应用已经广泛应用于众多领域。如：磁县浮列车直线电机驱动的钢管输送机、运煤机、起重机等。直线电机在世界各国的应用大致可分为五个方面，即物流系统、工业设备、信息与自动化系统、交通与民用、军事及其它方面。在机械设备和机电一体化方面，其中机床业方面比较突出。S曲线加减速法背景与应用S曲线加减速的称法由系统在加减速阶段的速度曲线形状呈S型而得来。在S曲线这种加减速模式下在任意位置的加速度

2、都是连续变化的，可避免柔性冲击，速度曲线平滑。S曲线加减速法广泛用于高速高精度加工的控制。目前，一些先进的CNC 系统常采用“S 型曲线加减速”。一、目的意义 直线电机在各种应用环境下，经常处于不断的起动，加速，减速，停止过程。每个过程都有时间，速度等不同参数，每个阶段单元时间也都不一致。 另外直线电机本体以及被推动物体本身都有一定的惯性，由于惯性的作用，在加减速过程中必然会产生迟滞或过冲的现象。 那么如果加减速过大将会超过本身的控制极限会导致迟滞或过冲，进而导致运动精度的下降。如果加减速过小将会耗费很大时间。 通过S曲线的加减速法得到加速区、减速区、匀速区的具体数据来研究直线电机在承载不同物

3、体时系统的运动控制特性。使得在S曲线这种加减速模式下任意位置的加速度都是连续变化的，可避免柔性冲击，速度曲线平滑。 并且合理控制直线电机起动，加速，减速，停止的4个阶段运行参数来节约时间，提高效率，保持控制运动精度。 S 曲线加减速将传统的3段加减速过程变为7段加减速过程,形成S 字形。 对于一个按完整的S 形加减速曲线运转的系统,整个运动过程被分成7个阶段:加加速度段、匀加速度段、减加速度段、匀速段、加减速段、匀减速段、减减速段。 通过加速阶段和减速阶段的加速度的变化,来保证电机性能的充分发挥，提高了效率也减少了冲击。 二、基本内容1、研究S曲线加减速。2、研究被动物体以及直线电机本身特性，

4、控制方法。3、在给定长度情况下计算系统（被动物体以及直线电机）所能够承受的最大加减速，以及最高匀速度时的时间，那么这个时间即为系统即能保持精度又能提高效率的合理时间。4、实验：通过直线电机控制台在给定速度和时间 的条件下，测出S曲线加减速的数据。5、总结。四、完成期限14周：通过调研，收集课题相关资料，包括外文文献资料，翻译课题相关英文资料；56周：学习S曲线加减速控制方法，并建立适用于直线电机的运动学方程；710周：利用直线电机控制平台进行试验，分析在不同承载物体时系统的运动控制特性；1112周：根据其运动控制特性，讨论分析优化直线电机运行参数的意见；1314周：完成毕业论文撰写工作。15周

5、：毕业论文交指导教师审阅。16周：准备论文答辩。五、预期目标研究直线电机在不同承载物体时系统的运动控制特性六、参考文献1朱晓春,屈波,孙来业等.S曲线加减速控制方法研究J.中国制造业信息化,2006,12(35):38-40.2 郭新贵, 李从心. S曲线加减速算法研究J. 机床与液压,2002.5:60-62.3 宋涛，张清泉，张勇等.基于PMAC 的直线电机进给控制系统研究J. 航空精密制造技术,2009,10(45):22-25.4 陈晓丽,杨胡坤,苏颖等.直线电机抽油机运行参数优化设计J.石油矿场机械, 2009,38(9):46-49.5 贾鲁宁,孙承建,吴军等.直线电机的驱动技术研究J.锻压装备与制造技术，2009 ，6：20-23.6 Chunlin Lei，Jie Wu，Yuanrui Chen et al .High Speed Positioning of Linear Motor Driving Table by Using Model Reference Feedforward ControlJ. Electrical Machines and Systems,2003:62-65.7 王振滨,余鹿延,周守国.直线电机开发及应用研究J