定子分段式永磁直线同步电机速度波动抑制方法研究

为了解决定子分段式永磁直线同步电机(PMLSM)存在的因磁阻效应、负载阻力、摩擦力、参数摄动以及动子进出定子时耦合面积变化所造成的控制性能下降的难题,根据动子和定子的耦合状态,提出一种在完全耦合阶段和动子退出定子阶段的分段式控制方法。首先,在动子与定子完全耦合阶段采用改进滑模控制器减小推力波动导致的速度波动,再通过加入扰动观测器降低滑模切换项所带来的抖振现象;在动子退出定子阶段,建立相关电磁参数与动子位置的函数关系,实时补偿由耦合面积变化引起的动子失速,使动子速度在退出时接近给定值。仿真及实验结果表明动定子完全耦合过程中的速度稳态误差为0.005 m/s,收敛时间为0.3 s,动子退出定子阶段的速度波动不超过0.04 m/s,满足定子分段式PMLSM用于长行程自动运输系统对平稳性及快速性的需求。     

高精度数控机床直线电机的改进型自抗扰控制研究

针对高精度数控机床伺服系统中,直线电机对扰动量高度敏感而影响系统稳态特性和控制精度的问题,提出了一种改进型永磁同步直线电机(PMLSM)自抗扰控制(ADRC)策略。将新型非线性函数引入扩张状态观测器,克服了传统型ADRC扩张状态观测器中非线性函数的不平滑性,并对系统总扰动进行了估算,并给予实时动态补偿;采用比例微分器代替非线性反馈控制规律,降低了系统参数调节的难度;利用Matlab对基于改进型ADRC控制策略的PMLSM调速控制系统进行了仿真,针对系统的空载启动响应特性和突加负载扰动对系统稳态性能的影响进行了测试。研究结果表明:与传统型ADRC控制策略相比,改进型ADRC控制策略具有更好的负载扰动抑制力和更小的超调量;系统控制精度得到提升。     

一种改进型ADRC实现的机床进给用永磁直线同步电动机调速系统

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)这一具有未知强非线性、变量耦合性,存在未建模动态和不确定外扰等特点的对象,提出了一种改进型一阶自抗扰控制器(ADRC)并给出其离散形式,它克服了常规自抗扰控制器非线性状态误差反馈控制律中非线性函数的不平滑性,同时利用其扩张状态观测器观测系统内部扰动和外部扰动,并进行补偿,实现了PMLSM调速系统的实时动态线性化.仿真对比分析和实验研究表明,这种改进型ARDC实现的PMLSM调速系统具有很好的动态、静态特性及鲁棒性.     

基于二次型性能指标的PMLSM单神经元自适应PID控制

为了满足数控机床用永磁直线同步电动机(PMLSM)位置伺服和速度控制的性能要求,抑制参数摄动和负载扰动等不确定因素对伺服单元的影响,在建立PMLSM数学模型的基础上,引入二次型性能指标,设计了单神经元自适应PID速度控制器.仿真结果表明,对于永磁直线同步电动机,采用该控制器获得的跟踪精度、响应速度和自适应性等方面具有明显的改善.     

永磁同步直线电机的模糊参数自寻优控制及仿真

针对传统PID控制及模糊控制在永磁同步直线电机(PMLSM)控制上的不足,针对直线电机易受参数扰动的特点提出了基于模糊自寻优控制的算法,减少了对模型的依赖.并使用GA算法对模糊算法中的参数进行自寻优整定,使电机能够一定程度的减少自身模型变化带来的影响,提高了控制效果.最后通过Matlab仿真对PMLSM传统PID速度控制与模糊参数自寻优速度控制进行比较,结果表明模糊参数自寻优控制效果优于传统PID控制.     

g<1永磁直线同步电动机齿槽力波动的径向基神经网络预估器

永磁直线同步电动机(Permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)齿槽力是影响电动机性能的主要因素之一,特别是在高精度,低速情况下,问题尤为突出。根据q<1分数槽绕组PMLSM结构,采用有限元法计算齿槽力的影响,建立以径向基神经网络为基础的PMLSM齿槽力预估器,其学习算法首先采用快速模糊C均值算法(Accelerated fuzzy C-means,AFCM)对数据进行聚类,选取基函数传播因子,再由最小正交平方算法(Orthogonal least squares learning algorithm,OLSA)选取中心矢量,该预估器与带动量的BP网络(Back propagation neural net- work,BPNN)预估器相比较表明,能够在加快网络学习速度的前提下,保证精度,缩小网络规模,提高网络分类能力。试验结果表明,采用q<1分数槽绕组PMLSM能够有效地减小齿槽力的影响。预估器的建立,能够在设计阶段对PMLSM齿槽结构参数进行有效地预估,使得电动机在满足推力波动指标条件下,实现快速敏捷设计,提高PMLSM的整体设计水平。     

初级分段连续布置垂动PMLSM运行特性研究

针对初级分段连续布置永磁直线同步电机(PMLSM)垂直提升系统段间过渡会对PMLSM整体性能产生不利影响的问题,利用有限元分析法研究初级分段连续布置垂动PMLSM运行特性,建立了符合现有样机的垂动PMLSM独立单元电机(16P15S)和初级分段连续布置PMLSM二维有限元模型,确定了PMLSM单元电机的参数以及电源在不同频率(6Hz、14Hz、25Hz)时的功角特性、功角电流特性,分析了单元电机在连续布置时同功角、不同段间间隙(0、0.5mm、1.5mm)时的推力波动情况及反电势状况。研究结果表明:PMLSM低频运行时,电枢电阻作用与频率成反比,易引起失步;PMLSM单元电机轻载时电枢电流出现拐点,拐点两侧负载变化均使电枢电流增加,正常工作域时,电流较小,功率因数和效率较高。     

q＜1永磁直线同步电动机齿槽力波动的径向基神经网络预估器

永磁直线同步电动机(Permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)齿槽力是影响电动机性能的主要因素之一,特别是在高精度,低速情况下,问题尤为突出.根据q＜1分数槽绕组PMLSM结构,采用有限元法计算齿槽力的影响,建立以径向基神经网络为基础的PMLSM齿槽力预估器,其学习算法首先采用快速模糊C均值算法(Accelerated fuzzy C-means,AFCM)对数据进行聚类,选取基函数传播因子,再由最小正交平方算法(Orthogonal least squares learning algorithm,OLSA)选取中心矢量,该预估器与带动量的BP网络(Back propagation neural network,BPNN)预估器相比较表明,能够在加快网络学习速度的前提下,保证精度,缩小网络规模,提高网络分类能力.试验结果表明,采用q＜1分数槽绕组PMLSM能够有效地减小齿槽力的影响.预估器的建立,能够在设计阶段对PMLSM齿槽结构参数进行有效地预估,使得电动机在满足推力波动指标条件下,实现快速敏捷设计,提高PMLSM的整体设计水平.     

永磁直线同步电机的磁阻力分析及补偿

针对由边端效应与齿槽效应引起的永磁直线同步电机（PMLSM）磁阻力,提出了一种通过添加补偿块削弱磁阻力的方法。使用有限元方法对PMLSM进行二维建模,分析了动子磁阻力的变化规律,在此基础上对不同参数下补偿块磁阻力变化规律进行研究并确定了合理的结构参数,最后对添加补偿块的PMLSM磁阻力与动态性能进行分析验证。结果表明,添加补偿块后,PMLSM磁阻力得以大大降低,动态性能明显改善。     

用于精密定位平台的直线超声电机的异步并联

提出了直线超声电机异步并联的概念以提高精密定位平台驱动单元的位移分辨率、输出力及速度.基本原理是若干定子(或振子)在一个振动周期内交替驱动动子(或转子),使实际的驱动频率成倍提高,可以获得更好的输出性能.分析显示,提高定子与动子之间的接触频率可以提高输出力和速度,改善瞬态响应特性,并可避免同步并联方式下定子的相互干扰问...