关键词:
圆筒形永磁同步直线电机
速度规划
电机能耗
摘要:
多叶光栅是医用直线加速器的核心部件,采用两相圆筒形永磁同步直线电机(permanent magnet synchronous tubular linear motor, PMSTLM)作为驱动器时,电机能耗对部件运行性能有重要影响。该文提出一种基于速度规划的多叶光栅直线电机能耗优化方法。首先,针对运动学约束不能充分利用电机推力这一问题,引入动摩擦系数得到电机推力的力矩边界,基于该力矩边界提出改进指数型加减速速度规划(IESP);然后,引入加速距离、减速特性系数作为自变量,通过分析全行程能耗、电机行程中间位移段切换时间和加速距离、减速特性系数之间的映射关系,建立能耗—切换时间速度规划优化模型,使用二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行能耗、切换时间的多目标优化,得到切换时间不变、全行程能耗相对较小的加减速规划结果。实验结果表明,本文提出的能耗优化方法相比梯形加减速规划(TSP),在同样切换时间内能耗降低了21.5%。该方法能够降低PMSTLM运行时的能耗,满足多叶光栅的正常使用要求。