一個(gè)直線電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不僅要有性能良好的直線電機(jī),還必須具有能在安全可靠的條件下實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)要求的控制系統(tǒng)。隨著自動(dòng)控制技術(shù)與微計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,直線電機(jī)的控制方法越來越多。對直線電機(jī)控制技術(shù)的研究基本上可以分為三個(gè)方面:一是傳統(tǒng)控制技術(shù),二是現(xiàn)代控制技術(shù),三是智能控制技術(shù)。
傳統(tǒng)的控制技術(shù)如PID反饋控制、解耦控制等在交流伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中PID控制蘊(yùn)涵動(dòng)態(tài)控制過程中的過去、現(xiàn)在和未來的信息,而且配置幾乎為最優(yōu),具有較強(qiáng)的魯棒性,是交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中最基本的控制方式。為了提高控制效果,往往采用解耦控制和矢量控制技術(shù)。
在對象模型確定、不變化且是線性的以及操作條件、運(yùn)行環(huán)境是確定不變的條件下,采用傳統(tǒng)控制技術(shù)是簡單有效的。但是在高精度微進(jìn)給的高性能場合,就必須考慮對象結(jié)構(gòu)與參數(shù)的變化。各種非線性的影響,運(yùn)行環(huán)境的改變及環(huán)境干擾等時(shí)變和不確定因數(shù),才能得到滿意的控制效果。因此,現(xiàn)代控制技術(shù)在直線伺服電機(jī)控制的研究中引起了很大的重視。常用控制方法有:自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制及智能控制。
近年來模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制方法也被引入直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制中。目前主要是將模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID、H∞控制等現(xiàn)有的成熟的控制方法相結(jié)合,取長補(bǔ)短,以獲得更好的控制性能。
直線電機(jī)與普通電機(jī)在原理上類似,它只是電機(jī)圓柱面的展開,其種類與傳統(tǒng)電機(jī)相同,例如:直流直線電機(jī),交流永磁同步直線電機(jī),交流感應(yīng)異步直線電機(jī),步進(jìn)直線電機(jī)等。
作為可控制運(yùn)動(dòng)精度的直線伺服電機(jī)在上世紀(jì)80年代末出現(xiàn)后,隨著材料(如永磁材料)、功率器件、控制技術(shù)及傳感技術(shù)的發(fā)展,直線伺服電機(jī)的性能不斷提高,成本日益下降,為其廣泛的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
近年來,直線電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)展表現(xiàn)在以下方面:
(1)性能不斷提高(如推力、速度、加速度、分辨率等);
(2)體積減小,溫升降低;
(3)品種復(fù)蓋面廣,可滿足不同類型機(jī)床的要求;
(4)成本大幅度下降;
(5)安裝和防護(hù)簡便;
(6)可靠性好;
(7)包括數(shù)控系統(tǒng)在內(nèi)的配套技術(shù)日趨完善;
(8)商品化程度高。