190 交流永磁直线电机及其伺服控制系统的设计
《2024年永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计》范文
《永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计》篇一一、引言随着科技的发展和工业自动化水平的提升，电机驱动技术正逐步从传统的控制方式转向更加精确、高效和智能的矢量控制。
永磁同步电机作为一种高效率、高功率密度的电机类型，在各个领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究并设计一个基于矢量控制的永磁同步电机（PMSM）控制系统，以提高电机的运行效率和稳定性。
二、永磁同步电机概述永磁同步电机（PMSM）是一种采用永磁体产生磁场，通过电磁感应原理进行能量转换的电机。
其结构简单，运行效率高，广泛应用于工业、汽车、家电等领域。
然而，为了实现电机的精确控制，需要采用先进的控制策略。
其中，矢量控制是一种常用的控制方法。
三、矢量控制系统的原理与优势矢量控制，又称场向量控制，通过实时调整电机的电压和电流，实现电机磁场和转矩的精确控制。
相比于传统的控制方式，矢量控制具有更高的控制精度和更优的能量转换效率。
它能够根据电机的运行状态，实时调整电压和电流的幅值、相位和频率，从而实现对电机转矩的精确控制。
四、永磁同步电机矢量控制系统的设计与实现（一）硬件设计硬件部分主要包括电机本体、功率驱动器、传感器和控制单元。
其中，电机本体采用永磁同步电机；功率驱动器负责将电能转换为机械能；传感器用于实时检测电机的运行状态；控制单元则是整个系统的核心，负责实现矢量控制算法。
（二）软件设计软件部分主要包括矢量控制算法的实现。
在控制单元中，通过软件编程实现矢量控制算法，根据电机的运行状态实时调整电压和电流的参数，从而实现对电机的精确控制。
此外，还需要考虑系统的抗干扰能力、故障诊断与保护等功能。
五、关键技术与难点分析（一）电流检测与控制技术电流检测与控制是矢量控制系统的关键技术之一。
为了实现电机的精确控制，需要实时检测电机的电流状态，并根据电流的状态调整电压的参数。
这需要采用高精度的电流检测器件和先进的控制算法。
（二）抗干扰能力与故障诊断技术由于电机运行环境复杂多变，系统需要具备较高的抗干扰能力和故障诊断能力。
永磁同步直线电机伺服控制系统设计
Ｐ Ｓ ＭＬ Ｍ因具有高效 、 高可靠 陛、 体积小 、 时 间常数小 、 响应快和可控性好等优 势， 而大量的 应用于小 功率设备， 作为伺服驱动和精度较高 的 定位控制［。 引 合理的伺服控制系统 的设计方案 ，
必将 推动 Ｐ Ｓ ＭＬ Ｍ进 一步 应 用。
伺 服 系统
力， 以获得单 向或双 向的有 限可控位移 ［。 】 永磁 １
同步 直线 电机 （ ｅｍａ ｅ ｔ ｇ ｅ ｉｅ ｒＳ ｎ Ｐ ｒ ｎ ｎ Ｍａ ｎ ｔＬｎ ａ ｙ —
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数 字信 号
中图分类号： ＴＭ３ １ 文献标识码 ： ５ Ａ ＤＯＩ 编码 ： ０３ ６ ／． ｓ ０ ６２ ０ ．０ ２０ ．０ １ ．９ ９ｊｉ ｎｌ ０ ・８ ７２ １ ．２０ ８ ｓ
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｌｉ ｅ ｒｍ ｏ ｏ ａ ｂ ａ ｎ ｌｎ ａ ｏ ｉ ｎ ｔａ ｔ ｎ ａ ｔ ｒ ｃ ｎ ｏ ｔ ｉ ｉ ｅ ｒｍ ｔｏ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｈ ｏ ａ ｙ ｍｏ ｏ ， ｅ ｍａ ｅ ｔｍａ ｎ ｔｌ ｅ ｒ ｏ ａ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｔ ｒ ｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ｉ ａ ｈ ｎ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｍｏ ｏ ｓａ ｌ ｏ ｄ ｉ ｅ ｄ ｒ ｃ ｌ ｈ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔ ｒ ｉ ｂ ｅ ｔ ｒｖ ｉｅ ｔ ｔ ｅ ｅ ｕ ｐ ｎ ｙ ｗｈ ｒ ｉ ｅ ｒｍｏ ｉ ｎ ｉ ｅ ｕ ｒ ｄ ｏ ａ ｑ ｒ ｈｅ ｌｍ ｉ ｄ ｅ ｅ ｌｎ ａ ｔｏ ｓ ｒ ｑ ｉ ｅ ，ｔ ｃ ｕｉｅ ｔ ｉ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌａ ｌ ｉ ｐ ａ ｅ ｎ ． ｋ ｎ ｆ ｄ ｓｇ ｒ ｇ ａ ｏ ｏ ｔ ｏ ｌ ｂ ｅ ｄ ｓ ｌ ｃ ｍｅ ｔ Ａ ｉ ｄ ｏ ｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ｒ ｍ ｆ ｐ ｒ ａ ｅ ｔｍａ ｎ ｔｌ ｅ ｒｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｍｏ ｏ ｅ ｖ —ｙ ｔｍ ｅ ｍ ｎ ｎ ｇ ｅ ｉ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔ ｒ ｓ ｒ ｏ ｓ ｓｅ ｎ ｗａ ｒ ｅ ｕ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｈ ｓ ｓ ｌ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｓｗｏ ｋ ｄ ｏ ｔ ｓｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｔ ｔ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｔ ｅ ｉ ｈ ｅ ｒ ｈ ｔ
《2024年永磁同步直线电机伺服系统的控制策略和实验研究》范文
《永磁同步直线电机伺服系统的控制策略和实验研究》篇一一、引言随着现代工业的飞速发展，高精度、高效率的控制系统成为了各领域研究的热点。
永磁同步直线电机（PMLSM）以其高响应速度、高效率、高精度等优点，在数控机床、精密制造等领域得到了广泛应用。
因此，研究永磁同步直线电机伺服系统的控制策略，对于提升系统的整体性能具有重要意义。
本文将详细探讨PMLSM伺服系统的控制策略，并通过实验研究验证其有效性。
二、永磁同步直线电机的基本原理永磁同步直线电机是一种基于电磁感应原理的电机，其工作原理与旋转电机类似，但结构更为简单，运动方式为直线运动。
PMLSM的定子部分安装有多个线圈，通过电流的通断来产生磁场；而转子部分则由永磁体构成，无需额外供电即可产生磁场。
当定子线圈中的电流发生变化时，会与转子的磁场相互作用，从而驱动电机直线运动。
三、控制策略（一）传统的PID控制传统的PID控制策略是最常用的伺服系统控制策略之一。
该策略将系统期望值与实际输出值进行比较，计算出偏差并进行比例（P）、积分（I）和微分（D）运算，得到控制量对系统进行调节。
在PMLSM伺服系统中，PID控制策略可以有效地减小系统误差，提高系统的稳定性。
（二）模糊控制策略模糊控制策略是一种基于模糊逻辑的控制方法，适用于具有非线性、时变和不确定性的系统。
在PMLSM伺服系统中，由于系统参数的变化以及外部干扰等因素的影响，系统可能存在非线性和不确定性。
因此，模糊控制策略可以通过建立模糊规则库，实现对系统非线性和不确定性的有效控制。
（三）混合控制策略为了提高系统的整体性能，常常将传统PID控制和模糊控制相结合，形成混合控制策略。
该策略综合了两种控制策略的优点，既能够保持系统的稳定性，又能够提高系统的响应速度和精度。
在PMLSM伺服系统中，混合控制策略能够有效地减小系统误差，提高系统的动态性能。
四、实验研究为了验证上述控制策略的有效性，我们搭建了PMLSM伺服系统实验平台，并进行了实验研究。
永磁同步直线电机伺服系统的控制策略和实验研究
永磁同步直线电机伺服系统的控制策略和实验研究永磁同步直线电机（Permanent Magnet Synchronous Linear Motor，简称PMSLM）作为一种新型的线性电机，具有结构简单、功率密度高、运动精度高等优点，在自动化设备领域得到了广泛应用。
为了满足不同应用场景对于运动控制的要求，不同的控制策略和方法被提出并进行了实验研究。
PMSLM的控制策略主要包括传统的经典控制方法和基于现代控制理论的高级控制方法。
在传统的经典控制方法中，比较常用的是PID控制方法。
PID控制器根据误差信号，即设定值与实际值之间的差距，通过调整控制器输出来实现对电机的控制。
PMSLM的电流、速度和位置控制均可以采用PID控制器。
在PMSLM的电流控制中，通过测量电机的电流值与设定的电流值之间的差距，并通过控制器的输出控制电流控制环节，从而实现对电机电流的闭环控制。
由于永磁同步直线电机具有响应快、精度高的特点，在电流控制上采用PID控制器能够有效地实现对电流的控制。
PMSLM的速度控制是通过测量电机的速度值与设定的速度值之间的差距，采用PID控制器来实现对电机速度的控制。
通过调整PID控制器的参数，可以实现对电机速度的精确控制。
在速度控制中，也可以采用模型预测控制（Model Predictive Control，简称MPC）方法。
MPC方法通过建立电机的数学模型，预测电机的未来状态，并通过优化控制目标对电机进行控制，具有较好的控制效果。
PMSLM的位置控制是通过测量电机的位置值与设定的位置值之间的差距，采用PID控制器来实现对电机位置的控制。
所使用的PID控制器可以是位置式的PID控制器，也可以是增量式的PID控制器。
通过调整PID控制器的参数，可以实现对电机位置的精确控制。
除了PID控制器，还可以采用模糊控制、神经网络控制等高级控制方法对PMSLM进行位置控制。
针对PMSLM的控制策略，实验研究也是必不可少的。
《2024年永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计》范文
《永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计》篇一摘要：随着现代工业的快速发展，永磁同步电机（PMSM）以其高效率、高精度和良好的调速性能，在工业自动化、新能源汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。
本文针对永磁同步电机矢量控制系统展开研究与设计，通过深入分析其控制策略与系统结构，提高电机控制的准确性与稳定性。
一、引言永磁同步电机（PMSM）是一种依靠永磁体产生磁场的同步电机，具有结构简单、运行效率高等优点。
而矢量控制技术作为一种先进的控制方法，可以实现对永磁同步电机的精确控制。
本文旨在研究与设计一种高性能的永磁同步电机矢量控制系统，以提高电机的运行性能和效率。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机的基本原理是利用永磁体产生的磁场与定子电流产生的磁场相互作用，实现电机的转动。
其运行性能与电机的参数、控制策略等密切相关。
因此，了解电机的运行原理和特性，是进行矢量控制系统设计的基础。
三、矢量控制技术分析矢量控制技术是一种先进的电机控制方法，通过精确控制电机的电流分量，实现对电机转矩和转速的精确控制。
本文将深入分析矢量控制技术的原理、方法及优点，为后续的系统设计提供理论依据。
四、系统结构设计系统结构设计是永磁同步电机矢量控制系统的关键部分。
本文将设计一种以数字信号处理器（DSP）为核心的控制系统，包括电源模块、电流检测模块、速度检测模块、控制器模块等。
通过合理的系统结构设计，实现电机的高效、稳定运行。
五、控制策略研究在控制策略方面，本文将采用基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的矢量控制方法。
通过对电机的电流分量进行精确控制，实现对电机转矩和转速的精确控制。
同时，将引入现代控制理论，如模糊控制、神经网络控制等，进一步提高系统的控制性能和鲁棒性。
六、仿真与实验分析为了验证所设计系统的可行性和有效性，本文将进行仿真与实验分析。
通过建立电机的仿真模型，对所设计的矢量控制系统进行仿真测试。
同时，将在实际电机上进行实验测试，分析系统的运行性能和控制效果。
永磁同步直线电动机位置伺服控制系统设计
绍了该 系统用模糊神经 网络 的控制方法来 提高系统的动态响应和跟踪精 度 ， 采用动 态结 构 的算 法 ， 并 在学 习过 程中
动态地 改变 神经网络规则层节点数 ， 不断优化 控制性 能。实验 结果表 明 ， 该位置伺 服控 制系统 具有 超调量小 、 位 定
精 度 高 的优 点 。
关键词 ： 永磁 同步直线 电动机 ； 模糊神经 网络 ； 动态结构
ｕ ｅ ｌｙ ｒｗｅ ｅｄｙ ａ ｃ ｌｙ ｃ ａ ｇ ｄ ｔ ｏ ｔｎｔｙｏ ｉ ｚ ｏ ｔｏ ｅ ｆｒ ｎｃ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎｇｐｒ ｃ ｓ ｒ ｌ ａ ｅ ｒ ｎ ｍｉ ａｌ ｈ ｎ ｅ ｏｃ ｎｓａ ｌ ｐｔ ｉｅｃ ｎ ｒｌｐ ｒｏ ａ ｅｉ ｈｅｌ ａｎｉ ｏ ｅｓ ．Ｅｘ ｅｉ ｍ ｍ ｐ ｒｍｅｎａ ｅ ｕｌｓ ｔ ｒ ｓ ｔ ｌ ｓ ｏ ｔ ｔｔ ｏ ｉｉｎ ｓ ｒ ｏ ｃ ｎｒ ｌｓ ｓｅ ｈａ ｈ ｄｖ ｎｔｇ ｆｓ ｌ ｌｒｏ ｅ ｓ ｏ ｔ ｎｄ ｈｉｈ ｒｐｒ ｃｓｏ ｈ ｗ ｈａ ｈｅ ｐ ｓｔｏ ｅ ｖ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｓｔ ｅ ａ ａ ａ ｅ ｏ ｍａ ｅ ｖ ｒｈ ｏ ｓａ ｇ ｅ ｅ ｉｉｎ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｄ ＰＭＬＳＭ ； ＦＮＮ ； ｎ ｍｉ ｔ ｃ ｕ ｅ ｄｙ ａ ｃ ｓｒ ｔ ｒ ｕ
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永磁同步电机伺服控制系统的研究与设计的开题报告
永磁同步电机伺服控制系统的研究与设计的开题报告一、选题背景随着社会的不断发展和科学技术的不断进步，永磁同步电机在现代工业中得到了广泛的应用。
永磁同步电机具有高效、低噪声、小体积等特点，在风力发电、轨道交通、机床加工、家电等领域都得到了广泛的应用。
电机运动控制技术是永磁同步电机应用的关键技术之一，有着重要的研究价值和应用前景。
目前，永磁同步电机控制方法主要有矢量控制、直接扭矩控制和滑模控制等。
其中，矢量控制是一种广泛应用的永磁同步电机控制方法。
但是，矢量控制也存在着复杂的运算、调试难度大等问题。
因此，需要寻找更加先进、高效、稳定的控制方法。
本课题旨在对永磁同步电机的运动控制进行深入研究，设计一种先进的永磁同步电机控制系统，为永磁同步电机的应用提供更好的技术支持与实现途径。
二、研究内容1. 永磁同步电机的控制原理研究：深入研究永磁同步电机的控制原理，探索永磁同步电机的运动特性，为永磁同步电机控制系统的设计提供理论依据。
2. 永磁同步电机控制系统的设计与实现：设计一种基于矢量控制的永磁同步电机控制系统，并进行系统建模、算法设计、硬件选型等具体研究工作。
3. 控制系统的性能评估与优化：对设计好的永磁同步电机控制系统进行性能评估，分析系统性能优缺点，并优化控制系统的性能，提高控制系统的可靠性和稳定性。
三、研究意义本课题的研究成果具有一定的理论和实际应用价值。
首先，研究结果可为永磁同步电机的应用提供更优秀的控制方法和技术支撑，提高永磁同步电机的控制效率和运动精度；其次，本研究提供了一种新的电机控制方法，也为其他电机运动控制方法的研究提供了借鉴意义；最后，本研究也可为国内相关领域的技术发展提供参考。
四、研究方法本研究采取的主要研究方法包括理论分析、实验研究和仿真模拟等。
具体而言，通过对永磁同步电机运动特性的研究、控制模型的建立和仿真模拟分析，来验证永磁同步电机控制系统的可行性和优越性。
五、预期成果预期的研究成果包括：1. 永磁同步电机控制系统的设计方案和控制方法。
永磁同步直线电机伺服系统的控制策略和实验研究
永磁同步直线电机伺服系统的控制策略和实验研究一、本文概述本文旨在探讨永磁同步直线电机伺服系统的控制策略及其实验研究。
永磁同步直线电机作为一种高精度、高效率的驱动设备，在工业自动化、精密制造等领域具有广泛的应用前景。
然而，其控制策略的选择和实现对于电机性能的提升至关重要。
因此，本文将从理论分析和实验研究两个方面，深入研究永磁同步直线电机伺服系统的控制策略，以期达到提高电机性能、优化控制效果的目的。
在理论分析方面，本文将首先介绍永磁同步直线电机的基本原理和结构特点，然后详细阐述其数学模型和控制策略。
重点分析了几种常见的控制策略，包括矢量控制、直接推力控制等，并对比了它们的优缺点。
同时，针对永磁同步直线电机的特性，提出了一种基于模型预测控制的优化策略，并对其进行了详细的理论分析和推导。
在实验研究方面，本文设计并搭建了一套永磁同步直线电机伺服系统实验平台，对提出的控制策略进行了实验验证。
通过实验数据的采集和分析，验证了理论分析的正确性，同时也展示了优化控制策略在实际应用中的优越性能。
本文还对实验结果进行了深入的分析和讨论，为进一步改进和优化永磁同步直线电机伺服系统的控制策略提供了有益的参考。
本文的研究内容不仅有助于提升永磁同步直线电机伺服系统的性能和控制效果，而且为相关领域的理论研究和实际应用提供了有益的借鉴和参考。
二、PMLSM的基本原理和结构永磁同步直线电机（PMLSM）是一种将旋转电机沿其径向剖开并展直的特殊电机，它直接实现了电能到直线运动机械能的转换，无需任何中间转换机构。
因此，PMLSM具有结构简单、效率高、响应速度快、精度高等优点，特别适用于需要高速、高精度直线运动的伺服系统。
PMLSM的基本原理基于电磁感应定律和电磁力定律。
当在PMLSM 的初级绕组中通入三相交流电时，会在电机气隙中产生行波磁场。
与此同时，次级永磁体产生的磁场与行波磁场相互作用，产生电磁推力，推动电机动子做直线运动。
通过控制三相交流电的频率、相位和幅值，可以实现对PMLSM运动速度、加速度和位置等参数的精确控制。
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交流永磁直线电机及其伺服控制系统的设计摘 要直线电机在各行各业中发挥着越来越重要的作用，特别是在机床进给驱动系统中。
本文以平板式交流永磁同步直线电机为研究对象，从电机机体到伺服驱动系统的软、硬件设计作了深入研究。
本文首先介绍了交流永磁同步直线电机机体设计过程中电枢绕组、铝芯和定子磁钢的设计和改进方法，较大程度上减小了推力波动，并且结合大推力直线电机的特点设计了方便有效的装配过程。
建立交流永磁同步直线电机的数学模型，在此基础上分析了当今最通用的伺服控制策略，选择了矢量控制方法。
确定 0 = d i 的矢量控制实现形式。
通过 SVPWM 方法进行脉宽调制，合成三相正弦波。
选用 TI 公司2000 系列最新 DSP TMS320F2812，深入研究了以上算法在 DSP 中的实现形式。
采用了 C 语言和汇编语言混合编程的实现方法。
在功率放大装置中， 以智能功率模块 IPM 为核心，设计了功率伺服驱动系统。
还包括电流采样、光电隔离、过压欠压保护和电源模块等。
由于知识和能力的限制，本次课题只对直线电机做一些理论研究。
关键词：永磁同步直线电机 DSP SVPWM 矢量控制AbstractLine motors are playing a more and more important role in all kinds of trade ,especially in machine tool feed system. We carry out our study in motor , softwareand hardware servo system based on flat AC permanent magnet synchronous linearmotor(PMSLM).First introduce the design method of armature ,core of al and magnet whichcan minish the thrust ripples, then introduce the means of assembly base on highthrust permanent magnet synchronous motors.To ensure the accuracy to a high requirements and get a wide speed range, wechoose the dsp of Texas Instruments named TMS320F2812 which is the core of theservo system .In the paper we set up mathematical model of PMSLM, then analysethe current control strategies and choose the vector control method which is realizedby the method of 0 = d i .The three phase sine wave is compounded by spacevoltage pulse width modulation(SVPWM).The arithmetic realized by C language andassembly language in DSP. Intelligent Power Model (IPM) is the core of the poweramplification circuit system which also contains current sampling circuit,photoelectricisolation circuits, overvoltage protection circuits, undervoltageprotection circuits and power supply.As a result of the knowledge and ability limit, this topic only does a fundamentalresearch to the linear motor.Key words: permanent magnet synchronous linear motor(PMSLM), DSP ,SVPWM, vector control目 录摘要 中文 (I)英文 (II)第一章 绪 论 (I)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 直线电机的运行原理及特点 (2)1.2.1 直线电机的基本运行原理 (2)1.2.2 直线电机进给系统优缺点分析 (3)1.3 直线电机发展历史及其伺服控制系统的研究综述 (4)1.3.1 国内外直线电机历史、现状及发展 (4)1.3.2 直线电机伺服控制系统的研究综述 (7)1.3.3 试验研究 (10)1.4 本文主要研究内容 (10)第二章 永磁永磁直线同步电机基本结构 (11)2.1 实验用交流永磁同步电机基本结构........................................................错误！未定义书签。
2.2 初级结构设计...........................................................................................错误！未定义书签。
2.3 次级结构设计...........................................................................................错误！未定义书签。
2.4 电机的装配 …………………………………………………………………… 错误！未定义书签。
4第三章 交流永磁直线同步电机的数学模型和控制算法研究错误！未定义书签。
43.1 交流永磁直线同步电机的控制策略的选择 (264)3.2 交流永磁直线同步电机的数学模型.......................................................错误！未定义书签。
53.3 交流永磁直线同步电机的矢量控制.......................................................错误！未定义书签。
73.4 脉宽调制技术..........................................................................................错误！未定义书签。
1第四章 全数字交流伺服控制单元的硬件结构及其设计 (14)4.1 引言...........................................................................................................错误！未定义书签。
4.2 控制系统硬件结构 (15)4.2.1 DSP 芯片的选择 (14)64.2.2 功率驱动单元的设计与选型…………………………………………………… 错误！未定义书签。
.284.2.3 磁极霍尔元件.................................................................................错误！未定义书签。
1第五章 伺服系统的软件设计 (33)5.1 主程序结构 (33)5.2 主中断程序 (34)第六章 总结与展望 (39)参考文献 (40)第一章 绪 论1.1 研究背景和意义高速化、精密化和模块化是现代制造技术的发展方向。
进入 90年代以来，高速加工迅 速发展，在高速加工中心中，高速电主轴和快速进给伺服系统是其中两项关键技术，其中 对进给伺服系统提出新的要求 [1] ：1）进给系统必须与高速主轴相匹配，速度达到 60m/min 或更高；2）加速度要大，这样才能在最短的时间和行程内达到要求的高速度，至少要 1～2 ｇ；3）动态性能要好，能实现快速的伺服控制和误差补偿，具有较高的定位精度和刚度。
现代高速机床上实现高加速度直线运动有两种途径，一是采用滚珠丝杠传动，一是采 用直线电机传动。
前者采用旋转伺服电机驱动滚珠丝杠，这种进给系统所能达到的极限速 度为 90～120m/min，最大加速度也只有 1.5g。
同时，由于电机到工作台之间存在大量的中 间环节，如联轴节、丝杠等。
在高速运行或完成复杂运动时，这些机械元件产生的弹性变 形、摩擦、反向间隙等会产生进给运动的滞后和其它一些非线性误差，使系统有较大的惯 性质量，影响了对指令的快速响应。
另外，丝杠是细长杆，在力和热的作用下会产生较大 变形，影响加工精度。
为了克服传统进给系统的缺点，简化机床结构，满足高速精密加工 的要求，人们开始研究新型的进给系统，于是直线电机（图 1.1）开始作为进给系统出现在 加工中心中，它取消了源动力和工作台部件之间的一切中间传动环节，使得机床进给传动 链的长度为零，即所谓的“直接驱动”或“零传动”。
这种机械上的简化使得外界及自身的 任何扰动都会毫无缓冲的作用在直线电机上，因此对直线电机的伺服控制系统的性能好坏， 又决定了直线电机的整体性能。
321图1.1 交流直线电机进给系统1－电机定子； 2－电机动子； 3－工作台目前国外对直线电机的研究已处于应用阶段，技术已经很成熟，但价格昂贵，为了提 高我国机床和制造业水平，国内已经开始了直线电机特别是机床进给系统用的直线伺服电 机的研究，但还处在探讨和试制阶段。
为了掌握自己的知识产权，清华大学制造所于 1996 年开始研究大推力、长行程交流永磁直线同步电机进给单元的 [2] 。
之前，第一代样机已经制 造出来，但控制性能有待改善，有必要进一步研究直线电机的交流伺服控制单元。
本课题 是根据上述背景和研究所现有条件提出来，针对现有的样机进行了三相交流伺服控制系统 的研究。
作为高速加工中心的关键功能部件之一，直线电机的核心技术和应用市场都被国外的 大公司如 Anorad 、Siemens 、Kollmorgen 、Indramat 、Aerotech 、Park 等所拥有，因此自主开 发一套直线电机及其伺服控制系统对于提高我国制造业水平和高速加工设备国产率有着较 大的实际意义和经济价值。
此外，直线电机还应用于军事、交通等领域，作为一种新技术 有着很高的推广价值。