CN103268118A - 一种基于重载直线电机控制的冶金生产布料工艺 - Google Patents

Abstract

一种基于重载直线电机控制的冶金生产布料工艺涉及冶金生产工艺领域，该工艺利用重载直线电机对布料小车进行控制，实现布料小车的精准定位，布料过程自动化。本发明的布料工艺不仅可以减少岗位工人因皮带通廊太长和粉尘太大造成的跑矿或料仓无料现象的发生，还能极大的降低粉尘对岗位工人的伤害，避免矿石对无料矿仓衬板冲击造成的设备磨损及设备空运转带来的损失，也可避免因跑矿给生产造成的影响，提高了破碎***的工作效率。

Description

一种基于重载直线电机控制的冶金生产布料工艺

技术领域

本发明涉及冶金生产工艺技术领域，具体涉及一种基于重载直线电机控制的冶金生产布料工艺。

背景技术

在冶金生产布料工艺中，料仓的均匀布料和布料小车的精确控制，对降低工人劳动强度，减少能耗和设备损耗有着重要的意义。

目前布料一直沿用传统的手动布料方式，岗位工人在操作室观察小车行走位置和布料状态，根据料仓的料位逐个料仓进行布料，并根据经验来确定布料量。这种传统的手动布料方式存在以下问题：

1、料位观察不准

由于小车布料是均匀的，而每个料仓的料耗不相同，导致各个料仓的料位不同。现场环境恶劣、粉尘较大，采用肉眼观察料位不准确。若岗位工人责任不强，极易造成堵漏和堆料等责任事故。

2、粉尘问题

小车在往储料仓下料过程中，由于物料的冲击使粉尘上扬。特别在干燥的季节，粉尘很大，岗位工人操作时容易患上职业病。另外弥漫的粉尘也会影响操作者观察视线，造成布料不均匀。

3、小车定位不准

由于皮带通廊长度比较大，加上粉尘较大，影响岗位视线，容易造成较大的定位误差，跑矿和料仓无料现象时有发生。

发明内容

为了解决现有手工布料存在的料仓料位不准确、料车定位不准、布料不均匀以及现场工作环境的粉尘对岗位工人有伤害的技术问题，本发明提供一种基于重载直线电机控制的冶金生产布料工艺，实现了破碎料仓布料的自动化。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种基于重载直线电机控制的冶金生产布料工艺包括如下步骤：

步骤一、采用模糊PID方法建立重载直线电机的控制模型，并根据该控制模型建立对重载直线电机的启动、调速、定位及载重量的控制方法；

步骤二、利用超声波料位计检测料仓中矿石料的料位，并将料位数据传送给上位监控机；

步骤三、上位监控机根据收到的料位数据，向控制器发送控制命令，控制器根据步骤一所述的控制方法对重载直线电机发出控制指令；

步骤四、重载直线电机根据控制器的控制指令，驱动载满矿石料的料车从原始位置向料仓的第一个下料口行进，控制器结合激光测距仪的位置探头检测的料车的位置数据，控制重载直线电机使料车精准定位在第一个下料口的正上方，料车通过下料管将矿石料投入料仓中；

步骤五、重载直线电机按照与步骤四相同的布料方式驱动料车向料仓的第二个下料口、第三个下料口……最后一个下料口投料；

步骤六、重载直线电机根据控制器的控制指令，驱动空的料车从最后一个下料口位置返回原始位置，进而完成整个布料工艺。

本发明的有益效果是：该工艺利用重载直线电机对布料小车进行控制，实现布料小车的精准定位，布料过程的自动化；不仅可以减少岗位工人因皮带通廊太长和粉尘太大造成的跑矿或料仓无料现象的发生，还能极大的降低粉尘对岗位工人的伤害，避免矿石对无料矿仓衬板冲击造成的设备磨损及设备空运转带来的损失，也可避免因跑矿给生产造成的影响，提高了破碎***的工作效率。

附图说明

图1是本发明基于重载直线电机控制的冶金生产布料工艺的原理图。

图2是本发明中的重载直线电机控制方法的原理图。

图3是本发明中的重载直线电机的磁链空间矢量示意图。

图4是本发明中的磁链发生器的结构示意图。

图5是本发明中的重载直线电机控制方法的主程序流程图。

图6是本发明中的重载直线电机控制方法的中断子程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，在料仓口安装一个超声波料位计，现场有料位显示仪。料位计发出的4-20mA标准信号送入到原有驱动器***，通过网络传到集控室，并将处理后的数据画面通过远程数传***传送到岗位操作室，操作人员在岗位通过屏幕可观察到连续料位状况。在车间集控室的上位监控机上也可以看到连续料位状况。同时在手动情况下，也可为岗位工人现场手动操作提供操作依据。

采用激光测距仪检测料车的位置，使料车准确定位，激光测距仪安装在料车的前部，与安装在料车上的反光板保持水平，使激光束与料车运动轨迹在同一轴线上。利用控制网，将料仓的料位信号、料车的测距定位信号上传到上位机，实现集中控制。***获得精确的料车位置信号后，处理成对应的仓位信号，并根据各仓位的料位多少发出控制指令，控制料车自动走行到相应的料仓下料位置，并控制布料时间，实现自动布料。

根据现场的实际情况及生产工艺的要求，本发明编制控制程序，利用模糊PID方法建立重载直线电机的控制模型，并根据该控制模型对重载直线电机的启动、调速、定位及载重量进行控制，使布料小车实现自动布料，优化布料过程。重载直线电机的控制程序设计过程具体如下：

如图2所示，本发明中的重载直线电机的控制原理是：当重载直线电机的次级永磁体与初级三相绕组所产生的磁链均为定值时，输出电磁推力的大小随着两个磁链之间的夹角δ的变化而改变。因此，通过有效的控制，在保证初级绕组磁链与次级永磁体磁链恒定的同时，只要通过改变二者之间的磁链角δ就能控制直线电机的输出电磁推力。***根据初级位置、速度、磁链等变量结合电磁推力方程计算出的电磁推力反馈值，与给定值计算后，所存在的偏差量通过下一周期再次调节，这样每周期的闭环控制最终达到对直线电机稳定的控制效果。每个周期对电压矢量的输出都基于前一时刻的电磁推力与磁链的反馈值，使输出效果逐步的接近预期的控制。

重载直线电机直接推力控制***的输入量为三相电压值，输出量只反映在电磁推力上，检测量为初级绕组的电压值与电流值，控制***的工作过程如下：

1、电压、电流值的检测

控制输出端对三相初级绕组输出三相电压量，控制重载直线电机的运动，检测端再对初级三相绕组的电压u_a、u_b、u_c，电流值i_a、i_b进行检测；

2、检测电压电流值后进行α-β变换

在控制过程中对初级三相绕组的电压、电流值检测后的坐标转换过程如下所示（以电流方程为例），通过电流传感器检测到的三相电流值i_a、i_b、i_c经过3/2变换后，在两相静止坐标系α-β上的电流分量i_α、i_β的方程为：

$\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=C_{3/2}\left[\begin{array}{c}{i}_A\\ i_B\\ i_C\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_A\\ i_B\\ i_C\end{array}\right]---\left(1\right)$

根据式（1）可得i_α、i_β分别为：

$i_{\mathrm{\α}}=\frac{\sqrt{3}}{2}{i}_A---\left(2\right)$

$i_{\mathrm{\β}}=\frac{\sqrt{2}}{2}(i_A+i_B)---\left(3\right)$

3、检测电压电流值后进行d-q变换

由两相静止坐标系α-β与两相旋转坐标系d-q之间的转换关系式

$\left[\begin{array}{c}{i}_d\\ i_q\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& \sin \mathrm{\θ}\\ -\sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]---\left(4\right)$

可得在两相旋转坐标系下的电流值分量i_d、i_q分别为：

$i_d=i_A(\frac{\sqrt{3}}{2}\cos \mathrm{\θ}+\frac{\sqrt{2}}{2}\sin \mathrm{\θ})+i_B\frac{\sqrt{2}}{2}\sin \mathrm{\θ}---\left(5\right)$

$i_q=i_A(\frac{\sqrt{2}}{2}\cos \mathrm{\θ}-\frac{\sqrt{3}}{2}\sin \mathrm{\θ})+i_B\frac{\sqrt{2}}{2}\cos \mathrm{\θ}---\left(6\right)$

4、速度位置估算

通过初级绕组的电压与电流检测值经过速度、位置估算器计算出当前初级（动子）在次级（定子）上运动过程中所处的位置以及行进速度，这两个值作为速度与位置的反馈值，与给定值进行比较计算后，参与决定下一时刻直线电机应该输出的电磁推力理论值。

5、计算磁链

借助初级绕组电压与电流值计算当前重载直线电机的初级磁链的矢量ψ_s，它与次级永磁体磁链ψ_f之间的角度值δ也是参与控制电磁推力的重要因素，同时当前的磁链值还会作为磁链反馈值，与给定的磁链值进行比较计算后，通过磁链发生器决定下一时刻磁链应输出的值。根据磁链方程得到重载直线电机的电磁推力方程，通过电磁推力方程得出***的电磁推力与磁链成比例，初级绕组的电流值直接反应出重载直线电机的载重量，***根据初级绕组的电流值的检测结果调节重载直线电机的电磁推力输出值。

在每个控制周期中，随着检测的电压与电流值的变化，对应的初级磁链也相应的变化，从而初级磁链与次级永磁磁链之间的夹角δ也相应的变化。根据电磁推力方程我们可知，当初级磁链与次级永磁磁链能维持恒定时，决定电磁推力的关键就是这两个磁链的夹角δ，因此只要夹角δ变化电磁推力就会变化。

6、磁链发生

对初级动子的位置与速度的估计也是通过初级绕组的电压与电流值采样进行计算的，同时这两个变量也是判断当前输出电磁推力的反馈量，它们与初级磁链和次级磁链间的夹角共同计算出当前的电磁推力反馈量对输入量的跟随效果。

如图3所示，其是重载直线电机的磁链空间矢量示意图，结合电压电流值，给出在d-q坐标系下的重载直线电机的磁链方程为：

u_sd=R_si_sd+pψ_sd-ωψ_sq   （7）

u_sq=R_si_sq+pψ_sq+ωψ_sd   （8）

式（7）与式（8）中

ψ_sd=L_sdi_sd+ψ_f   （9）

ψ_sq=L_sqi_sq   （10）

由图3可以看出：

$\left\{\begin{array}{c}\sin \mathrm{\δ}=\frac{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}}{{\mathrm{\ψ}}_s}\\ \cos \mathrm{\δ}=\frac{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}}{{\mathrm{\ψ}}_s}\end{array}\right.---\left(11\right)$

所以可以推算出初级磁链的矢量：

${\mathrm{\ψ}}_s=\sqrt{{(L_{\mathrm{sd}}{i}_{\mathrm{sd}}+{\mathrm{\ψ}}_f)}^2+{\left(L_{\mathrm{sq}}{i}_{\mathrm{sq}}\right)}^2}---\left(12\right)$

重载直线电机的瞬时输出功率表达式：

$P_w=R_s{i}_{\mathrm{sd}}^2+R_s{i}_{\mathrm{sq}}^2+i_{\mathrm{sd}}p{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}+i_{\mathrm{sq}}p{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}+\mathrm{\ω}({\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}{i}_{\mathrm{sq}}-{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}{i}_{\mathrm{sd}})---\left(13\right)$

由式（13）可知初级的电磁功率P_e为：

P_e=F_ev=ω(ψ_sdi_sq-ψ_sqi_sd)   （14）

重载直线电机的行进速度及对应的角速度方程分别为：

v=2τf   （15）

ω=πv/τ   （16）

直线电机的电磁推力表达式为：

$F_e=n_p\frac{\mathrm{\π}}{\mathrm{\τ}}[{\mathrm{\ψ}}_f{i}_{\mathrm{sq}}+(L_{\mathrm{sd}}-L_{\mathrm{sq}})i_{\mathrm{sd}}{i}_{\mathrm{sq}}]---\left(17\right)$

其中：

u_sd、u_sq——初级绕组电压在d、q轴上的电压分量

i_sd、i_sq——初级绕组电流在d、q轴上的电流分量

R_s——初级绕组的等效电阻

L_sd、L_sq——初级绕组在d、q轴上的电感分量

ψ_sd、ψ_sq——初级绕组磁链在d、q轴上的磁链分量

ω——等效角速度

v——初级动子线速度

ψ_f——次级永磁体的磁链分量

τ、f、p——分别为电机极距、频率和微分算子

若采用初级绕组磁链速度估计的检测方式，***先需要对初级绕组的电压及电流进行检测，根据关系式估计初级实际行进的位置。首先分析重载直线同步电机在d-q坐标系下的电压状态方程：

$\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{sd}}\\ u_{\mathrm{sq}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{R}_s+p{L}_{\mathrm{sd}}& -\mathrm{\ω}{L}_{\mathrm{sq}}\\ \mathrm{\ω}{L}_{\mathrm{sd}}& R_s+{\mathrm{pL}}_{\mathrm{sq}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{sd}}\\ i_{\mathrm{sq}}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}0\\ \mathrm{\ω}{\mathrm{\ψ}}_f\end{array}\right]---\left(18\right)$

将其转换到α-β坐标系下可以表示为：

$\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{s\α}}\\ u_{\mathrm{s\β}}\end{array}\right]=C_{\mathrm{dq}-\mathrm{\α\β}}\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{sd}}\\ u_{\mathrm{sq}}\end{array}\right]=C_{\mathrm{dq}-\mathrm{\α\β}}\left[\begin{array}{cc}{R}_s+{\mathrm{pL}}_{\mathrm{sd}}& -\mathrm{\ω}{L}_{\mathrm{sq}}\\ \mathrm{\ω}{L}_{\mathrm{sd}}& R_s+p{L}_{\mathrm{sq}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{sd}}\\ i_{\mathrm{sq}}\end{array}\right]$ $\left(19\right)$

$+C_{\mathrm{dq}-\mathrm{\α\β}}\left[\begin{array}{c}0\\ \mathrm{\ω}{\mathrm{\ψ}}_f\end{array}\right]=R_s\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{s\α}}\\ i_{\mathrm{s\β}}\end{array}\right]+p\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\α}}\\ {\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\β}}\end{array}\right]$

其中：

C_dq-αβ——d-qd-q坐标系到α-β坐标系的坐标变换阵

ψ_sα、ψ_sβ——α-β坐标系下的磁链分量

由式（19）可得ψ_sα、ψ_sβ的磁链方程为：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\α}}\\ {\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\β}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}A1& A2\\ A3& A4\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{s\α}}\\ i_{\mathrm{s\β}}\end{array}\right]+{\mathrm{\ψ}}_f\left[\begin{array}{c}\cos \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}\end{array}\right]$ $\left(20\right)$

$=L_{\mathrm{sq}}\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{s\α}}\\ i_{\mathrm{s\β}}\end{array}\right]+\{(L_{\mathrm{sd}}-L_{\mathrm{sq}})i_{\mathrm{sd}}+{\mathrm{\ψ}}_f\}\left[\begin{array}{c}\cos \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

式（20）中

A1=L_sdcos²θ+L_sqsin²θ,

A2=-L_sdsinθcosθ+L_sqsinθcosθ,

A3=-L_sqsinθcosθ+L_sdsinθcosθ,

A4=L_sdsin²θ+L_sqcos²θ

还可以将式（20）表示成

ψ_s=L_sqi_s+ψ_f   （21）

若假定

${\widehat{\mathrm{\ψ}}}_f=\sqrt{{({\widehat{\mathrm{\ψ}}}_{\mathrm{s\α}}-L_{\mathrm{sq}}{i}_{\mathrm{s\α}})}^2+{({\widehat{\mathrm{\ψ}}}_{\mathrm{s\β}}-L_{\mathrm{sq}}{i}_{\mathrm{s\β}})}^2}---\left(22\right)$

$=(L_{\mathrm{sd}}-L_{\mathrm{sq}})i_{\mathrm{sd}}+{\mathrm{\ψ}}_f$

则初级的磁链空间矢量可由初级绕组的反电动势积分得

Ψ_s=∫(u_s-R_si_s)dt+Ψ_s0   （23）

将式中的初级电压、初级电流及初级磁链分别基于α、β坐标系进行分解可得：

u_s=u_sα+ju_sβ   （24）

i_s=i_sα+ji_sβ   （25）

Ψ_s=Ψ_sα+jΨ_sβ   （26）

所以在静止两相坐标系下的磁链分量分别表示为：

ψ_sα=∫(u_sα-R_si_sα)dt+ψ_sα0   （27）

ψ_sβ=∫(u_sβ-R_si_sβ)dt+ψ_sβ0   （28）

从式（27）与式（28）中可以看出，初级磁链与初级的电压和电流存在着积分关系，但在控制过程中积分器自身会存在零漂的问题，这种误差对于重载直线电机的控制来讲是不想见到的，大大影响控制的精度。为消除零漂带来的问题，以使控制器能够适应更广速度范围内的磁链准确估算，采用误差补偿式磁链估计的方式，具体控制形式如式（29）、式（30）：

${\widehat{\mathrm{\ψ}}}_{\mathrm{s\α}}={\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\α}}+\frac{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\α}}^{*}-{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\α}}}{1+\mathrm{Ts}}$

$=\frac{T(u_{\mathrm{s\α}}-R_s{i}_{\mathrm{s\α}}){\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\α}}^{*}}{1+\mathrm{Ts}}---\left(29\right)$

${\widehat{\mathrm{\ψ}}}_{\mathrm{s\β}}={\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\β}}+\frac{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\β}}^{*}-{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\β}}}{1+\mathrm{Ts}}$

$=\frac{T(u_{\mathrm{s\β}}-R_s{i}_{\mathrm{s\β}}){\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\β}}^{*}}{1+\mathrm{Ts}}---\left(30\right)$

如图4所示，其为磁链发生器的结构图，电磁推力的给定值决定于理论值与初级磁链和次级磁链的夹角，根据电磁推力方程转换为推力与初级电流之间的关系，而由上面的推导便可以将磁链与初级电流联系起来，给出给定的磁链发生器输出值。

参照式（27）、式（28）、式（29）进行数学模型变换可以得到初级位置角的三角函数为：

$\cos \widehat{\mathrm{\θ}}=\frac{{\widehat{\mathrm{\ψ}}}_{\mathrm{s\α}}-L_{\mathrm{sq}}{i}_{\mathrm{s\α}}}{{\mathrm{\ψ}}_f}---\left(31\right)$

$\sin \widehat{\mathrm{\θ}}=\frac{{\widehat{\mathrm{\ψ}}}_{\mathrm{s\β}}-L_{\mathrm{sq}}{i}_{\mathrm{s\β}}}{{\mathrm{\ψ}}_f}---\left(32\right)$

再根据d轴与α轴之间的空间矢量角与速度的关系式

θ=∫ωdt+θ₀   （33）

可推导出初级动子的角速度为：

$\mathrm{\ω}=\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{dt}}---\left(34\right)$

式中，θ₀为初始位置角。

初级动子的行进速度即***运行速度通过对位置角求一阶导数而估算得到：

$v=\frac{\mathrm{\τ}}{\mathrm{\π}}\mathrm{\ω}=\frac{\mathrm{\τ}}{\mathrm{\π}}\·\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{dt}}---\left(35\right).$

如图5所示，本发明重载直线电机控制方法的主程序流程是：***首先进行程序的初始化，初始化包括***初始化、参数初始化和变量初始化（首先要进行参数初始化设置，这包括了对***时钟寄存器、看门狗寄存器、GPIO寄存器、ADC寄存器以及EVA/EVB事件管理模块寄存器和SCI及CAN通信寄存器进行初始化），然后对转子磁极进行初始化。在***初始化完成以后，要判断***的状态以及是否存在故障，若***一切正常则开启***总中断，***开始进入运行状态，此时若检测到电源电压故障或是电路短路等故障信号，则中断主程序封锁PWM输出，并跳出中断程序进入主程序的故障处理程序中，直到处理结束，重新返回到主程序当中。

如图6所示，本发明重载直线电机控制方法的控制中断子程序流程是：***进入中断后，先关中断、进行保护现场，然后检查是否到设定时间，如果到了使能cap中断，没到就进入位置或速度伺服，进行位置和速度检测，分别检测当前速度和位置状态，并计算速度输出和位置输出值，同时磁链发生器给出磁链估计，进行PWM计算，最终PWM送到逆变器，对电机进行控制。

Claims (2)

1.一种基于重载直线电机控制的冶金生产布料工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：

步骤一、采用模糊PID方法建立重载直线电机的控制模型，并根据该控制模型建立对重载直线电机的启动、调速、定位及载重量的控制方法；

步骤二、利用超声波料位计检测料仓中矿石料的料位，并将料位数据传送给上位监控机；

步骤三、上位监控机根据收到的料位数据，向控制器发送控制命令，控制器根据步骤一所述的控制方法对重载直线电机发出控制指令；

步骤四、重载直线电机根据控制器的控制指令，驱动载满矿石料的料车从原始位置向料仓的第一个下料口行进，控制器结合激光测距仪的位置探头检测的料车的位置数据，控制重载直线电机使料车精准定位在第一个下料口的正上方，料车通过下料管将矿石料投入料仓中；

步骤五、重载直线电机按照与步骤四相同的布料方式驱动料车向料仓的第二个下料口、第三个下料口……最后一个下料口投料；

步骤六、重载直线电机根据控制器的控制指令，驱动空的料车从最后一个下料口位置返回原始位置，进而完成整个布料工艺。

2.如权利要求1所述的一种基于重载直线电机控制的冶金生产布料工艺，其特征在于，所述步骤一包括如下步骤：

步骤101、电压与电流值的检测：控制输出端对初级三相绕组输出三相电压量，控制重载直线电机的运动，检测端对初级三相绕组的电压u_a、u_b、u_c和电流值i_a、i_b进行检测；

步骤102、对检测后的电压与电流值进行α-β坐标转换：将电流传感器检测到的三相电流值i_a、i_b、i_c经过3/2变换后，在两相静止坐标系α-β上的电流分量i_α、i_β的方程为：

$\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=C_{3/2}\left[\begin{array}{c}{i}_a\\ i_b\\ i_c\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_a\\ i_b\\ i_c\end{array}\right]---\left(1\right)$

根据式（1）可得i_α、i_β分别为：

$i_{\mathrm{\α}}=\frac{\sqrt{3}}{2}{i}_a---\left(2\right)$

$i_{\mathrm{\β}}=\frac{\sqrt{2}}{2}(i_a+i_b)---\left(3\right);$

步骤103、对检测后的电压与电流值进行d-q变换：由两相静止坐标系α-β与两相旋转坐标系d-q之间的转换关系式（4）

$\left[\begin{array}{c}{i}_d\\ i_q\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& \sin \mathrm{\θ}\\ -\sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]$

可得在两相旋转坐标系下的电流值分量i_d、i_q分别为：

$i_d=i_a(\frac{\sqrt{3}}{2}\cos \mathrm{\θ}+\frac{\sqrt{2}}{2}\sin \mathrm{\θ})+i_b\frac{\sqrt{2}}{2}\sin \mathrm{\θ}---\left(5\right)$

$i_q=i_a(\frac{\sqrt{2}}{2}\cos \mathrm{\θ}-\frac{\sqrt{3}}{2}\sin \mathrm{\θ})+i_b\frac{\sqrt{2}}{2}\cos \mathrm{\θ}---\left(6\right)$

步骤104、对重载直线电机的速度和位置进行估算：通过初级绕组的电压与电流检测值经过速度、位置估算器计算出当前初级在次级上运动过程中所处的位置以及行进速度，这两个值作为速度与位置的反馈值，与给定值进行比较计算后，作为决定下一时刻重载直线电机应该输出的电磁推力理论值的一个因子；

步骤105、计算磁链值：根据初级绕组电压与电流值计算当前重载直线电机的初级磁链的矢量，当前的磁链值作为磁链反馈值，与给定的磁链值进行比较计算后，通过磁链发生器得到下一时刻磁链应输出的值；

步骤106、根据磁链方程得到重载直线电机的电磁推力方程，通过电磁推力方程得出***的电磁推力与磁链成比例，初级绕组的电流值直接反应出重载直线电机的载重量，***根据初级绕组的电流值的检测结果调节重载直线电机的电磁推力输出值。

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