数控机床大推力永磁同步直线电机控制方法

图4中，Kp比例增益，为系统提供刚度；Kd微分增益，提供系统稳定需要的阻尼；Kvff速度前馈增益，减小因阻尼引起的跟随误差；Ki积分增益消除稳态误差；Kaff加速度前馈增益减小系统惯性带来的跟随误差。
其控制算法的实际公式如下

其中，DACout(n)为16位的伺服周期输出命令转换成 -10～+10 V；Ix08为电机x的一个内部位置放大系数；Ix09为电机x速度环的一个内部放大系数；FE(n)是伺服周期n内所得的跟随误差，即为该周期内命令位置和实际位置的差值；AV(n)是伺服周期n内的实际速度，即为每个伺服周期最后两个实际位置的差值；CV(n)是伺服周期n内的指令速度，即为每个伺服周期最后两个指令位置的差值；CA(n)是伺服周期n内的指令加速度，即为每个伺服周期最后两个指令速度的差值；IE(n)是伺服周期n的跟随误差的积分，大小为。

2 实验用直线电机简介
该电机应用于龙门五轴加工中心立柱上，最大推力12 000 N，低速可至1 m·min-1，最高速度可达1 m／s。具有大推力、速度范围宽特点，是提供直线进给的优良系统，电机实物如图5所示。

直线电机底部为次级板，其结构呈U型，次级长1．32 m，宽0．26 m，高0．17 m，材料由ZG35铸造而成，表面镀锌，N级磁钢和S级磁钢交替贴在次级表面时，并且要使同一极板两侧极性相反，同一侧的两片相邻磁钢用分隔条隔开，用胶粘牢固后，灌环氧树脂密封成整体。

直线电机的初级是由两块安装板并联在一起，长1．4 m，宽0．36 m，高0．22 m，由铸铁35铸造而成，经过加工后，表面镀白锌，水冷板介于次级线圈与安装板之间，由铸铝制成，内嵌有铝管，用于通水为初级线圈冷却。