基于迭代学习控制的永磁直线同步电机伺服系统

针对永磁直线同步电机伺服系统，采用迭代学习控制策略来实现参考位置信号的跟踪控制。详细分析了迭代学习ILC伺服控制器的模型结构，并给出伺服控制器的迭代学习更新法则。采用高性能DS1103控制器作为控制核心，搭建永磁直线伺服系统。实验结果表明，迭代学习控制下的永磁直线伺服系统具有准确的位置跟踪能力，对外部扰动具有很强的鲁棒性。     

基于学习前馈控制的高精度直线伺服系统跟踪控制研究

针对直接驱动的永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统,在分析影响直线伺服跟踪精度因素的基础上,采用学习前馈控制(LFFC)策略对其进行有效的补偿控制.在系统和扰动定性知识的基础上,设计了基于B样条网络的学习前馈补偿控制.仿真结果表明,该控制策略有效地降低了负载扰动、端部效应、摩擦力及参数变化等对系统性能的影响,提高了直线伺服系统的跟踪精度.     

直线永磁同步电动机伺服系统的滑模变结构控制

直线永磁同步电动机直接与负载相连接,外界扰动和系统参数变化将直接作用于负载,降低了电机伺服控制系统性能.采用滑模变结构控制结合电压矢量控制策略来补偿伺服控制系统,并建立了基于MATLAB/Simulink仿真模型,验证了控制策略的正确性.     

永磁直线同步电机的自适应迭代学习控制

永磁直线同步电机驱动的伺服随动系统,既要对周期性的输入信号具有跟踪能力,又要对周期性的扰动具有抑制能力。对这一问题,从迭代学习控制的本质出发,与自适应算法相结合,提出了一种自适应迭代学习控制策略,解决了伺服系统中对周期性输入信号的跟踪问题,以及对参数摄动和不确定性干扰,尤其是对周期性扰动的抑制问题。在永磁直线同步电机位置控制实验中,将该方法与传统控制进行对比试验,实验结果表明,该方法能够有效地提高系统的位置控制精度。     

中凸变椭圆活塞直线伺服系统的变增益零相位误差跟踪-滑模控制

针对中凸变椭圆活塞直线伺服驱动系统,提出了变增益零相位误差跟踪-滑模控制这一新型控制策略,以提高系统的跟踪性能和抗扰性能.它结合了变增益零相位误差跟踪控制器的理想跟踪特性与滑模控制器的抗扰动能力的优点,并采用扰动观测器对负载扰动进行估计和补偿,从而保证了中凸变椭圆活塞直线伺服驱动系统的快速稳定性.仿真结果表明,采用这种控制策略可以十分有效地减小中凸变椭圆活塞直线伺服驱动系统的跟踪误差.     

永磁直线同步电动机的改进型迭代学习控制

针对永磁直线同步电动机在跟踪过程中出现的诸多非线性因素,提出一种改进型的迭代学习控制算法,该算法将迭代控制律看成时间轴与迭代轴的叠加,通过在时间轴中引入一个初始控制量和一个自适应因子,增加了新的信息,实现了永磁直线电机的快速跟踪控制.给出了控制算法收敛性与收敛速度优越性的证明.仿真结果表明,在此种方法下永磁直线同步电动机跟踪速度和跟踪精度较传统的迭代学习控制算法有了较大的提高.     

基于RFNN补偿的直线伺服系统反推控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统,在分析影响直线伺服跟踪精度因素的基础上,采用智能反推控制策略对该伺服系统进行有效的补偿控制。考虑参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响,设计基于递归模糊神经网络(RFNN)的反推控制器,利用了递归神经网络具有捕获系统动态信息的优点,可实时补偿不确定因素对跟踪性能的影响。仿真结果表明,控制策略明显降低了不确定因素对系统性能的影响,从而显著提高了直线伺服系统的位置跟踪精度。     

永磁同步直线电动机位置伺服控制系统设计

为使永磁同步直线电动机XY平台具有更精确的跟踪性能,设计了直线电动机位置伺服控制系统.介绍了该系统用模糊神经网络的控制方法来提高系统的动态响应和跟踪精度,并采用动态结构的算法,在学习过程中动态地改变神经网络规则层节点数,不断优化控制性能.实验结果表明,该位置伺服控制系统具有超调量小、定位精度高的优点.     

基于调整函数的永磁直线伺服电动机非线性自适应Back-stepping跟踪控制

对永磁直线伺服电动机提出基于调整函数的非线性自适应Back-stepping跟踪控制。在控制器设计中,提出一个新的设计思路,即d轴电流的动态规划:用某一参数估计的动态过程作为d轴电流的动态过程,只要参数估计值能精确估计未知参数,d轴电流必然收敛于零,从而直线伺服电动机获得最大电磁动力。仿真结果表明,本文推导出的控制律,利用不精确估计值,实现了永磁直线伺服电动机的加减速精确跟踪控制。     

Halbach型磁悬浮平面电动机电流控制方法

Halbach型磁悬浮平面电动机的6个运动自由度之间存在紧密的电磁和力学耦合。为实现平面电动机的解耦控制,首先介绍了平面电动机的结构和工作原理,分析了Halbach型直线电动机执行器的特点并提出其电磁力方程,接着引入了基于模式力的解耦动力学模型,提出了模式力的电流分配方法以及垂直和水平运动的电流控制策略,文末对电流控制方法的可行性进行了探讨,设计了垂直运动的伺服控制器并进行了相关仿真。电流控制方法使6个运动自由度的运动控制方程之间不再存在耦合,且都为简单的二阶线性系统,为平面电动机控制奠定了理论基础。     

削弱永磁直线电机法向力波动优化设计

为了削弱永磁直线电机(PMLM)运动中存在于动子与定子之间的法向力波动,在推导分析法向力波动产生原理的基础上,采用最优极弧系数和磁极倒角法削弱齿槽法向力,采用优化铁心长度及端齿形状削弱端部法向力,以达到综合削弱PMLM法向力波动的目的。通过有限元仿真证明了所采用方法的有效性,可以在满足推力要求的的情况下,极大地削弱PMLM的法向力波动。所得结论可为永磁直线电机的设计提供一定的理论指导。     

动磁式永磁无刷直流直线电机的齿槽力最小化

为提高永磁无刷直流直线电机的性能，必须研究减小其齿槽定位力(齿槽力)的技术措施。根据电磁弹射系统需要推进大质量载荷的要求，提出了1种大推力的动磁式永磁无刷直流直线电机模型。用有限元方法计算了磁极端部与定子齿槽相互作用形成的3种齿槽力分量，由傅里叶变换得到了各分量的功率谱。在对各分量进行频谱分析的基础上得出了产生齿槽力的主要原因是电机推力的二次谐波这一结论，提出了优化磁极宽度以减小齿槽力的方法。对优化设计后的电机模型进行了有限元计算和频谱分析，分析显示该电机模型推力的二次谐波已被大大削弱。计算了不同磁极宽度情况下的电机推力，结果表明采用该方法可以有效减小电机的推力波动。     

双V型结构削弱永磁直线电机磁阻力波动方法

磁阻力是单边平板型永磁直线电机(PMLM)推力波动的主要组成部分,影响了其在精密驱动领域的应用,为此,提出双V型结构削弱端部效应和齿槽效应产生的推力波动的方法。首先分析齿槽磁阻力和端部磁阻力的波动规律;然后基于积分法推导齿槽效应磁阻力与磁极的V型深度之间关系。接着针对特定深度的V型磁极,推导端部效应磁阻力与V型端部电枢铁心V型深度的关系。最后,以12槽10极PMLM为例,采用有限元仿真和实验验证,结果证明该方法能够有效削弱端部效应和齿槽效应产生的磁阻推力波动。     

动磁式永磁直线同步电动机电磁力分析

结合永磁直线同步电动机的特点,介绍了在超大功率场合的动磁式永磁直线同步电动机的应用结构形式。利用有限元分析方法分析了电动机相关结构参数对电动机推力和齿槽力的影响,得到了齿槽力波动周期的计算方法,以及相关结构参数对电动机推力、推力波动的影响曲线和不同结构参数时的齿槽力波形,实验论证了分析结果的正确性。     

永磁直线电动机削弱齿槽力的槽极数配合分析

采用傅里叶分解得到永磁直线电动机齿槽力的解析表达式,在此基础上,研究了减小永磁直线电动机齿槽力的槽极数的最佳配合,并利用有限元软件Ansoft进行了仿真。仿真结果表明:槽极数互质时能有效地减小永磁直线电动机的齿槽力。     

永磁同步直线电机单齿切向电磁力分析

永磁同步直线电机是新一代高效高精度电子设备、数控机床等机电产品中最具代表性的先进电机技术之一。构建了永磁同步直线电机模型，不考虑边缘效应，建立了电机初级齿部所受单齿切向电磁力数学模型，并利用有限元分析软件对电机单齿切向电磁力和局部齿槽电磁力进行仿真计算。最后利用ANSYS Workbench平台对电机的模态和振动加速度进行计算，验证了切向电磁力在振动分析中的重要性。结果表明，局部齿槽电磁力波动是单齿切向电磁力产生振动的重要原因，通过合理调整电机初级齿部磁场分布，可以有效减小电机的振动，为该类电机的设计和优化提供了参考。     

低速大力矩圆筒永磁直线电机齿槽力优化

首先用有限元分析来说明该文所研究的圆筒永磁直线电机推力波动主要是由齿槽力引起的。为削弱该电机的齿槽力,采用了一种基于能量法和傅里叶分解的解析分析方法,推导出圆筒直线电机与结构参数有关的齿槽力表达式。在此基础上,研究了对定子极距所作的微小改变和极弧系数的优化选择对齿槽力的影响,提出了减少电机齿槽力的优化方案。利用有限元法对其验证,通过抽油机实际测试,证明文中提出的方法是正确有效的。     

Micro-stepping control of a two-phase linear stepping motor with three-phase VSI inverter for high-speed applications

This paper presents a synchronous frame current control scheme for micro-stepping a two-phase linear stepping motor drive using a three-phase voltage-source inverter. Because of the wide operating frequency, the frequency-dependent voltages are decoupled from the controller to reduce the current-following errors and preserve the dynamic characteristics as the frequency varies. A motor cogging force compensation scheme performed in the synchronous frame is proposed to reduce the positioning error and velocity ripple caused by the cogging force. A space-vector pulse width modulation scheme is used for motor voltage modulation. This scheme is based on the harmonic injection principle originally derived for three-phase motor drives. Good static and dynamic performance is obtained in the experimental verifications.     

考虑永磁磁链谐波影响的直线永磁无刷直流电机矢量控制方法

针对直线永磁无刷直流电机(linear permanent magnet brushless DC motor,LPMBDCM)电磁力纹波及齿槽力影响的最小化控制,该文根据推导得到的表示为电流矢量及永磁磁链导数矢量点积形式的电机推力方程,得出了任意反电动势(back-electromotive force,BEMF)波形表面式永磁(surface- mounted permanent magnet,SPM)电机的矢量控制原理：定向控制电流矢量于永磁磁链导数矢量方向,通过控制电流矢量长度可获得最大效率线性推力(或转矩)控制。考虑永磁磁链谐波对永磁磁链导数矢量幅值及相位的影响,通过引入d￠q￠轴坐标系,提出一种id￠=0的非正弦波BEMF SPM电机矢量控制新方法,结合齿槽前馈补偿可以实现非正弦BEMF SPM电机的最小推力纹波最大效率控制。建立了基于有限元的LPMBDCM 精确相变量模型,对比脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制、id￠=0矢量控制的仿真效果,验证了该文方法的有效性。id￠=0矢量控制为非正弦波BEMF SPM电机提供了一种高性能控制新方法。     

基于支持向量机的直线电机推力波动前馈补偿

直线电机系统中,推力波动具有很强的非线性特点,是影响直线电机控制性能的重要因素之一。以结构风险最小化为学习规则的支持向量机进行推力波动模型辨识,来构成具有推力波动前馈补偿自适应控制单元的直线电机PID控制系统。该控制系统集合了PID线性控制和推力非线性补偿控制,以提高直线电机的轨迹跟踪精度。最后由Matlab仿真结果表明,基于支持向量机的推力波动模型比基于最小二乘法具有更高的辨识精度,控制系统具有更小的轨迹跟踪误差、更强的抗干扰性,从而提高直线电机定位精度。