PMLSM提升系统水平振动主动控制研究.pdfVIP

2014年第2期 中州煤炭 总第218期 PMLSM 提升系统水平振动主动控制研究 王玉琳 (河南省煤炭高级技工学校 ，河南 新郑 451100) 摘要：PNLSM提升系统升降平台水平方向的振动对系统运行平稳性有着严重影响。建立 了PMLSM提升系 统升降平 台水平振动主动控制动力学模型，研究了以升降平 台振动加速度最大值及其均方值为 目标 的LQG 最优控制策略。研究结果表 明，最优 LQC控制能够有效抑制 PMLSM提升系统升降平 台的水平振动 ，显著提 高 了整个提升系统运行 的平稳性 ，实用性较强。 关键词 ：PMLSM提升系统；水平振动；LQG最优控制策略；动力学模型 中图分类号：TD534 文献标志码 ：B 文章编号：1003—0506(2014)02—0091—03 与曳引提升系统相 比，PMLSM(永磁 同步直线 方 向的摆动 。建立系统的动力学模型时，只考虑导 电机)因其效率高、占用空间小、安全性高等主要特 向导靴的弹性恢复力和阻尼力 ，将其简化为弹簧阻 点 ，具有更好的发展前途。但其整体拓扑结构无 尼系统 ；同样 ，平 台与平台架之间底部与侧面的减振 论采用单边开放式还是双边封闭式 ，直线 电机初级 橡胶也简化为弹簧阻尼连接。由于升降平台子系统 与次级之间的气隙变动都会严重影响其初级与次级 的垂直振动与水平振动的动力学耦合较弱 ，可认为 间的法 向力 ，由此必然 引起升降平 台子系统的动力 它们互相独立。 学特性变化，诱发升降平台水平方向上的振动，影响 系统运行的平稳性。因此 ，研究其升降平台水平振 动的抑制方法，降低其水平振动的烈度 ，对于改善 PMLSM提升系统 的动力学特性 ，使其在煤矿提升机 等垂直提升领域得到实际应用具有重要的理论与现 实意义。 1 PMLSM 提升系统动力学模型 直线 电机升降系统主要有机架子系统、升降平 台子系统 、导向子系统、直线电机子系统、制动与安 全子系统及控制子系统等组成 ，整体结构如图 1所 图1 LME5PMLSM 提升系统结构示意 示 。其动力系统主要 由导向子系统与升降平台 通过调整系统子结构和动力学参数进行振动控 子系统组成 ，直线电机的初 、次级分别安装在机架子 制 ，适应范围有限且很多场合控制效果不好 。由于 系统和升降平台子系统上 ，导 向子系统分别安装在 PMLSM提升系统属高速提升系统，因此需采用振动 机架子系统和升降平 台子系统上 。 效果好 、适应性强的振动主动控制方式 ，以得到良好 PMLSM提升系统的升降平台子系统主要 由平 的振动控制效果 。在 PMLSM提升系统 中，各导向 台支架、平台体及安装在其上的导向导靴等组成；平 导靴上分别附加主动控制作动器 ，其振动主动控制 台体与平台支架之间安装减振橡胶以衰减平台的垂 模型如图2所示 。图2中， I，分别为升降平台支 直振动和水平振动 ，导向导靴安装在平 台支架 的侧 架 、升降平台的转动惯量 ；ms、m 分别为其质量 ；，、 面 ，其导向滚轮组靠弹簧压靠安装在机架子系统 的 分别为升降平 台支架 、升降平 台的摆角；，、