动圈式永磁平面电机平稳起浮与下降无位置传感器控制策略

针对动圈式永磁平面电机无位置传感器控制起浮过程中出现的误差过大、抖动以及下降过程中撞击定子表面等问题,分析了在实时电流分配策略下动子的移动过程,提出了"假气隙点"概念,推导出了"假气隙点"位置与期望气隙点位置的数学关系表达式和动子起浮至期望气隙点和下降至零高度的时间计算积分公式,并给出了平稳起浮和下降控制策略。"假气隙点"现象表现为动子停留在零位置时,对线圈分配"假气隙点"恒定电流,在此电流驱动下动子运行至期望气隙点处速度为0;动子悬浮在期望气隙点位置时,对线圈分配"假气隙点"恒定电流,在此电流驱动下动子运行至零位置处速度为0。控制策略利用上述现象,通过切换电流使动子在零位置和气隙点之间平稳移动。仿真结果表明,动子运行误差、抖动很小,证明了控制策略的正确性。

动圈式永磁平面电机无位置传感器控制策略

针对动圈式永磁平面电机的无位置传感器控制问题,提出一种结合电路能量守恒定律,利用卡尔曼滤波算法进行状态估计得到的动子位置信息来进行实时电流分配,产生作用于动子的悬浮力和水平推力的无位置传感器控制策略。该策略通过实时获取动子线圈端电压和端电流计算得出总功率,减去动子线圈消耗热功率得到推力作用于动子的机械功率,此机械功率在恒定推力控制下反应动子采样时间间隔内位移的大小,以此建立动子位置、速度、加速度的卡尔曼滤波估计算法模型。在此基础上,对控制算法以及控制策略所产生的推力进行仿真,仿真结果验证了控制策略的正确性。