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1、辽宁科技大学毕业设计 （论文） 第2页研究基于小波变换的直线电机驱动系统摘要年底效应是一个主要的原因的影响的特点，直线电机驱动系统，其直接影响是nonstable和起伏的边缘磁场。小波变换是适用于分析直线电机驱动系统的性能在这方面的文件。改进推力响应系统已提交的基础上选择小波函数和小波变换。仿真结果表明，所提出的控制策略，可以减轻推力纹波问题所造成的端部效应在直线电机控制系统，使系统具有良好的性能。关键词 小波变换;直线电机;月底效应;直接推力控制系统简介法国物理学家，第一次申请的Morlet小波分析部分的特点，地震波在1984年。因为小波变换是一种分析方法的时间尺度（频率）信号，在时间域和频
2、域，其中有能力探索信号特征与局部特征。因此，在过去的几年中，特别分析方法，取得了理论本身的迅速发展和广泛应用，尤其是在方面的信号分析和图像处理的领域。直线电机有纵向和横向边缘的边缘，为此，直线电机存在特别月底生效。纵向月底的效果是有限所造成的长度小学铁芯。横向月底的效果是有限所造成的宽度，小学和中学，中学和中学目前的板影响气隙磁场。这是主要区别直线电机和旋转机械。纵向年底效应不仅造成汽车损失，降低电力的效率和推力，但也导致电机工作特性恶化。因此，关键因素是分析纵向边端效应在这方面的文件。传统的分析方法，傅立叶变换，有本地化的矛盾的时域和频域，一些讯息，而分析nonstable信号通常会丢失。因
3、此，有必要研究一种新方法可以解决这个问题的合理和有效，从而改善直线电机驱动系统的性能。 单维连续小波变换具有较高的灵敏度，能力较强的降噪和需求较低的输入信号，不需要对象的数学模型。单维连续小波变换用于分析的表现，直线电机驱动系统。Research on Linear Motor Driving SystemBased on Wavelet TransformAbstractend-effect is a main reason of influence on the characteristic of linear motor driving system, its direct impact
4、 is nonstable and undulate edges magnetic field. the wavelet transform is applied to analyze the linear motor driving system performance in this paper. The improving thrust response system has been presented based on choice wavelet function and wavelet transform. Simulation results indicate that the
5、 proposed control strategy can abate the thrust ripple problem caused by end effect in linear motor control system, and make the system have good performances.Keywords wavelet transform; Linear motor; End effect； Direct thrust control system IntroductionFrance physicist Morlet first applied the wave
6、let to analyzing the partial characteristic of earthquake wave in 1984. Because wavelet transform is a kind of analysis method for time-scale (frequency) signal, in time-domain and frequency-domain, which has the ability of exploring signal features with partial characteristic. Therefore, in the las
7、t years, the special analysis method has made itself theories rapid development and extensive application, especially in the aspects of signal analyzing and image processing areas. Linear motor has longitudinal edge and transverse edge, for this reason the linear motor exist special end-effect. Long
8、itudinal end-effect is caused by finite length primary iron-core. Transverse end-effect is caused by finite width of primary and secondary, secondary current and secondary plates affecting the air-gap magnetic field. This is the main difference between the linear motor and the rotating machine. Long
9、itudinal end-effect not only causes motor losses, lower electric efficiency and thrust, but also leads to motor work characteristic aggravation. Therefore, key factor is to analyze the longitudinal end effect in this paper.Traditional analysis method, Fourier transform, has localization contradictio
10、n of time-domain and frequency-domain, some messages while analyzing nonstable signal will be usually lost. Therefore, it is necessary to research a new method that can solve this problem reasonably and effectively so as to improve linear motor driving system performance.Single dimension continuous
11、wavelet transform has higher sensitivity, stronger ability of denoising and lower demand of the input signal, and doesnt need objects mathematic model. The single dimension continuous wavelet transform is used for analysis the performance of linear motor driving system.第1章 绪论1.1课题研究的目的和意义直线电机是20世纪下半
12、叶电工领域中出现的具有新原理、新理论、新技术的装置。它是一种可以将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，具有起动推力大、传动刚度高、动态响应快、定位精度高、行程长度不受限制等优点。它突出的优势不仅越来越引起人们的重视，而且被广泛地应用于邮电、航天、运输、电力等诸多领域1。但永磁直线电机的铁心是长直、两端断开的, 而且绕组两端也不连续, 这就使得直线电机的磁场和电流在纵向和横向上产生畸变。因而在电机运行过程中产生推力波动，而推力波动又是影响电机动态性能的重要因素。因此，对电机磁场的分析和运行过程中电机空载、负载推力波动的分析变得尤为重要。本文分析了永磁直线电机的动态性
13、能。针对永磁直线电机的推力波动进行分析，基于电磁场理论研究了永磁直线电机的磁场分布，并将Halbach磁体结构用于永磁直线电机，改变了电机磁体结构，进而改善了电机的动态性能。1.2课题研究的国内外发展现状直线电机是一种将电能直接转换成直线运动的机械能的动力装置，一改以往以链条、钢丝绳、传送带、齿条丝杠和蜗轮蜗杆等传统的中间转换环节，克服了传统机械转换机构的传动链长、体积大、效率低、响应慢、精度低等缺陷。正是由于直线电机的最大优点是取消了从电机到工作台之间的一切中间环节，把工作台进给传动链的长度缩短为零，因此称为“零传动”或“直接驱动”技术。直线电机直接驱动技术是20世纪下半叶出现的具有新理论、
14、新原理的新技术，它将和计算机技术一样在工业、军事、民用等领域中得到广泛的应用2。1.2.1直线电机的发展与应用现状 在世界上出现旋转电机后不久，就出现了直线电机的雏形，但直线电机的发展过程是曲折的。1840年英国人惠斯顿(CharlesWheatatone)发明了世界上第一台直线电机，但这种直线电机由于气隙过大而导致效率很低，未获成功。到20世纪中叶，随着控制、电子、材料等技术的发展，为直线电机的开发提供了理论和技术上的支持，直线电机开始进入新的发展阶段。英国的E.R.Laithwaite教授是现代直线电机发展的先驱者，他强调直线电机的基础研究，以他为首的研究小组取得了不少重要的成果。20世纪
15、70年代以后，直线电机应用的领域更加广泛，如自动绘图仪、液态金属泵(MHD) 。电磁锤、轻工机械、家电、空气压缩机和半导体制造装置等。90年代以后，随着高速加工概念的提出，直线电机开始作为进给系统出现在加工中心中。由于直接驱动进给系统具有传统进给系统无法比拟的优点和潜力，再次受到各国的重视2。 早期的直线电机以感应电机为主3，但在上世纪90年代以来，随着永磁材料性能的不断提高和完善，特别是钕铁硼永磁材料的热稳定性和耐腐蚀性的改善、价格的逐步下降以及电力电子技术的进一步发展，对旋转永磁电机研究开发经验的逐步成熟，永磁直线电机得到了大量的研究开发与应用，形成了直线电机直接驱动伺服单元以直线感应电机
16、和永磁直线电机为主的局面。 我国直线电机的研究与应用是70年代开始的，开展直线电机应用研究的主要有中科院电工所、清华大学、西安交通大学、沈阳工业大学、浙江大学、太原工业大学、河南理工大学（原焦作工学院）等。直线电机作为制造装备或加工中心进给系统研究的主要有以下几所大学：广东工业大学成立了“超高速加工与机床研究室”主要研究和开发“超高速电主轴”和“直线电机高速进给单元”， 研究的重点是直线感应电机4；沈阳工业大学对永磁直线同步电机进行研究，并制造了推力为100N的样机，研究的另一重点是电机的控制方式及伺服系统，并就此发表了多篇论文与专著5,6；清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所研制了高频响直流直线电机，现正在进行研究的是长行程永磁直线伺服单元7,8；浙江大学研制的直线电机驱动的冲压机，它取消了传统冲压机的各种大小皮带轮、齿轮、飞轮、曲轴、联杆等，从而使新的冲压机结构简单
