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随着国民经济的发展和军事需求的增长,电磁弹射系统已成为各国的研究热点。直线电机及其控制系统是电磁弹射系统的重要组成部分,针对电磁弹射系统对直线电机的要求,本文提出了一种双边磁通切换永磁直线电机(double-sided flux-switching permanent magnet linear motor,简称DSFSPML电机)。DSFSPML电机的电枢绕组和永磁体均置于初级定子,而次级动子仅由导磁铁心组成,兼具了永磁同步直线电机和直线感应电机在结构上的优点,功率密度大、负载能力强、动子结构简单可靠,适合用于高速弹射场合。本文首先对DSFSPML电机的应用背景和研究意义进行了阐述,对电机的分段控制和容错控制研究现状进行了概述。其次分析了DSFSPML电机的基本结构和工作原理,建立了DSFSPML电机的数学模型,研究了i_d=0的矢量控制策略,在建立矢量控制系统仿真模型的基础上进行了仿真研究,并通过电机的矢量控制实验对仿真结果进行了验证。仿真和实验结果表明,基于所选的矢量控制策略,DSFSPML电机具有良好的动态响应。接着在DSFSPML电机分段结构的基础上分析了定子段内电磁参数的变化规律,建立了分段式DSFSPML电机的数学模型。选用了双逆变器绕组并联的分段控制方式,在矢量控制的基础上搭建了DSFSPML电机的分段控制系统仿真模型,并进行了DSFSPML电机的分段控制仿真分析和实验验证。仿真和实验结果表明,在本文所选的分段控制方式下,DSFSPML电机具有良好的控制效果。然后针对电机运行过程中的典型故障状态,分析电机的应对策略,选择合适的逆变器拓扑,增强DSFSPML电机控制系统的容错能力。研究了电机的容错控制原理并选用了基于SVPWM的容错控制算法。针对电机的容错原理,详细推导了分段式DSFSPML电机在故障状态下的输出推力。搭建了电机的容错控制系统仿真模型,对DSFSPML电机的容错控制性能进行了仿真分析。仿真结果验证了DSFSPML电机的容错控制性能。最后设计了DSFSPML电机的驱动控制实验平台,详细介绍了控制平台的硬件系统和软件流程,为实验验证奠定了基础。