基于DSP的AOD炉氧枪直线电机伺服控制系统

在对AOD炉氧枪直线电机伺服控制系统数学模型进行研究的基础上,针对直线电机位置伺服控制系统要求有较好的位置跟踪性能的特点,提出了基于对象模型的位置前馈跟踪控制策略。研制出了基于数字信号处理器DSP的直线电机位置伺服控制系统,即位置环为数字控制,由DSP完成,用于实现位置前馈跟踪控制算法和较高的位置控制精度。实验结果:仿真曲线和实验曲线基本吻合。     

基于PMAC控制的直线电机精确定位

简述了直线电机作为微进给机构的优越性；通过集成的开放式实验磨床，介绍了PMAC(Programmable Multi—Axis Controller)运动控制器及基于PMAC下直线电机的伺服控制方法，验证了直线电机在PMAC控制下伺服性能优良，从而可以在非圆截面零件的高速磨削加工中实现精确定位。     

永磁交流同步直线电机位置伺服控制系统设计

分析了永磁交流同步直线电机的数学模型和控制要求,对4种典型的位置控制器进行了比较研究,对扰动观测器的结构进行了改进和参数调整。在此基础上,提出了基于扰动观测器的加速度反馈位置伺服控制系统。理论分析和仿真实验证明,此控制系统适于永磁交流以同步直线电机的控制。     

永磁直线伺服电动机实时电压信号采集方案设计

通过选用合适的永磁直线伺服电动机、电压传感器和光栅设备,完成了一套基于虚拟仪器思想的永磁直线伺服电动机电压信号采集方案。在系统实现过程中,用制作的实物系统对目标电动机的电压物理量进行实时数据采集,验证方案正确可行。     

直线电机系统的开发研究与应用

由清华大学完成的"直线电机系统的开发研究与应用"课题,在控制系统方面,构建了专用高推力永磁交流直线电机全数字伺服驱动控制的软硬件平台,实现包括位置环、速度环和电流环在内的全数字闭环控制,实践推力波动及伺服控制系统相关参数的辨识算法,探索克服高推力永磁交流直线电机固有的端部效应和齿槽力的补偿控制算法,最终完成高推力永磁交流直线电机的高精度全数字伺服驱动控制器的实验平台和原型样机.     

垂直运动永磁同步直线电机的复合控制研究

为了改善永磁同步直线电机在数控珩磨机主轴往复运动时的伺服性能,建立了永磁同步直线电机的数学模型。通过对直线电机运动系统数学模型进行分析,得出系统参数摄动、推力波动、负载扰动等不确定因素是造成控制性能下降的主要因素。提出以典型三闭环PID控制、前馈控制和干扰观测器相结合的复合控制结构来提高系统的控制性能,并对控制器进行设计。在MATLAB中对控制系统进行建模和仿真,仿真结果表明,采用复合控制后,系统可以达到较好的抗干扰效果,基本上消除了响应滞后,能准确的跟踪输入信号。     

直线电机系统的开发研究与应用

由清华大学完成的“直线电机系统的开发研究与应用”课题，在控制系统方面，构建了专用高推力永磁交流直线电机全数字伺服驱动控制的软硬件平台，实现包括位置环、速度环和电流环在内的全数字闭环控制，实践推力波动及伺服控制系统相关参数的辨识算法，探索克服高推力永磁交流直线电机固有的端部效应和齿槽力的补偿控制算法，最终完成高推力永磁交流直线电机的高精度全数字伺服驱动控制器的实验平台和原型样机。     

机床进给用永磁同步直线伺服单元的设计与实验研究

在与其他形式电机比较的基础上，研究了满足数控机床要求的永磁同步直线电机电磁结构设计和伺服控制系统的软硬件开发，解决了直线电机性能实验加载、与速度相关的参数记录等问题，对研制开发的实验样机进行了性能测试，特别给出了定位力的实验方法和测试结果，测试结果表明所开发的样机具有较好的性能。     

以正交衍射光栅为计量标准器的二维微位移工作台

提出以正交衍射光栅作为X-Y二维位移工作台计量标准器的思想,阐述了正交衍射光栅作为大量程二维位置检测传感器的工作原理及光路布置方法,推导了光栅运动位移与所产生干涉条纹的相移之间的关系。介绍了工作台粗、细两级定位系统的组成结构:粗定位部分由磁悬浮平面直线电机驱动,细定位部分采用弹性铰支结构并由压电陶瓷驱动;通过分别对电机和压电陶瓷驱动范围与定位精度的分析,提出对工作台精密快速定位的方法。设计了一套对电机与压电陶瓷进行驱动控制和光栅信号进行处理的电路,并结合实际正交衍射光栅的刻线精度,计算了工作台位置检测的有效分辨率。最后,分析了当前几种典型压电陶瓷驱动电路的特点,提出选用直流放大电源的方式作为本系统高压驱动方法,并给出了高压驱动电路图。     

薄膜拉伸机的测控虚拟仪器设计

针对步进电机驱动、精密定位平台传动、直线光栅传感器测量拉伸位移、电阻应变力传感器测量拉伸力的高分辨率薄膜材料拉伸机,运用编程软件LabVIEW设计出一款基于数据采集卡USB6009的虚拟仪器。它能够实现光栅信号四倍频细分、辨向、可逆计数,自动采集处理保存传感器数据,还能发出脉冲信号和电平信号来分别控制步进电机的转速与转向,从而能够真正实现高分辨率自动化测试。     

一种高响应数模混合式直线伺服系统

为了满足短行程高速往复直线运动中高精度、快响应的要求，提出了一种基于DSP和直线电机的高口向应数模混合式直线伺服系统。分析了直流直线电机的数学模型和控制系统，给出了位置闭环复合控制器的设计，实验结果表明伺服系统的性能达到了设计要求。     

直线电机伺服驱动特性研究

本文将直线电机用于中凸变椭圆活塞数控车削的X轴进给,设计了永磁直线电机伺服系统结构,建立了永磁直线电机的数学模型,采用PMAC的PID 速度/加速度前馈控制算法作为直线电机位置控制算法,将一弹簧阻尼施力装置加载于直线电机进给平台,用来模拟直线电机在加工中凸变椭圆活塞时所受切削力,试验结果验证了系统控制算法的合理性和可行性.     

基于DSP控制器的数控车床伺服系统设计

为了保证数控车床异步电动机的矢量变换控制的实时性要求并提高控制精度,设计了基于数字信号处理器TMS320LF2407的车床数控系统,完成了伺服系统的硬件设计,并对伺服系统的电机转速检测电路和故障输出检测电路进行了设计,仿真结果表明,该系统硬件结构简单,实时性强,精度高。     

基于PLC和直线电机的木材加工自动送料机

针对木材加工过程中工作强度大、工作风险高、加工精度低以及操作复杂等问题,设计研发了一台大推力直线感应电动机（LIM）,并采用可编程逻辑控制器（PLC）实现了整个木材加工过程中的复杂功能,最终提出并设计了一种木材加工自动送料机.该系统利用直线感应电机驱动工作台的运动实现了木材切割,采用伺服电机控制木材切割厚度方向的进给,并采用PLC分别控制直线电机和伺服电机实现了木材加工中的变速切割,同时通过PLC与人机交换界面通讯实现了系统的参数设置与显示等功能.实际运行结果表明,该系统不仅降低了劳动强度,减小了人工助力;另一方面,相比于传统的伺服电机加丝杆结构,该系统具有可靠性更高、寿命更长、使用更灵活等优点.     

直线伺服电机在精密驱动与定位平台中的应用

以安川直线伺服电机在表面缺陷视觉检测系统中的应用为例,介绍了多轴直线伺服电机在精密驱动与定位平台中的应用技术,分析了直线伺服电机和伺服驱动器的定位与运动性能,论述了安川直线伺服电机驱动系统运行的实现方法,包括系统的初始化、编写运动程序,将HMI、运动控制器和PC组成局域网,实现三者之间数据查看与修改,及远程控制多轴电机运行、查看实时运行情况和对报警进行处理等功能。     

空间高精度扫描伺服系统的驱动控制

研究了空间飞行器扫描伺服系统的高精度驱动控制技术。针对有效载荷对地面目标进行扫描时多要求其伺服系统提供高精度的低速性能,本文提出采用交流永磁同步电机直接驱动伺服系统,省去中间的减速器传动环节来提高伺服系统的驱动控制精度。伺服驱动控制系统用现场可编程门阵列(FPGA)作为高速信号处理芯片,提高信号的处理速度和控制精度;用高精度的绝对式光电编码器检测转动位置,提高位置检测和速度的精度;主电路采用功率线性放大技术,得到光滑,力矩脉动小的驱动波形。系统实验表明,由于该方法采用模拟正弦信号驱动,在低速时避免了脉宽调制(PWM)驱动信号开关和死区造成的速度波动,实现了高精度的速度控制,速度波动范围在1%以内;得到的电压、电流测试曲线光滑,无高次谐波干扰。该扫描伺服系统满足动态和静态要求,为实现空间低速高精度扫描提供了一种新的方法。     

基于U型直线电动机的应用研究

简单介绍了直线电动机的概念、发展以及按照结构形式、功能用途和工作原理的分类。重点介绍了一种U型无刷无齿槽效应永磁交流伺服直线电动机的结构、性能特点及其主要的应用行业。该U型直线电动机具有行程不受限制、结构简单、动态响应快、精度高、速度和加(减)速度大、使用寿命长、基本不需要维护、振动和噪声小等一系列优点,是各类超高速、超高精密加工行业中理想的传动方式。     

基于E-SPCM的直线电机动子位置高精度测量方法研究

针对直线电机动子位置测量,引入一种基于扩展采样相位相关法(E-SPCM)的亚像素位移图像检测方法,以提高测量精度和抗干扰性。首先建立了直线电机位置检测系统,通过高速相机实时采集条纹图像序列;其次对条纹图像进行边缘特征提取,利用相位相关得到相邻条纹图像的互功率谱,即动子位置的整像素位移;进而对整像素邻域的互功率谱进行上采样相位相关计算,实现高精度的亚像素位移测量,进一步由系统标定得到实际位移值。对比传统相位相关算法,所采用的方法能够提高测量精度且有很好的噪声抑制性能,最后搭建了实验检测平台,验证了算法的有效性。     

一种基于运动控制卡的伺服电机控制系统

设计一种伺服电机控制系统。设置运动控制卡中的参数,通过控制卡发出的脉冲与方向信号来驱动伺服电机。用MicrosoftVisualBasic语言编辑界面程序,调用控制卡中的运动函数库,改变脉冲频率,从而控制伺服电机的转速与转向。     

数控机床用直线电机伺服试验平台开发及应用

在分析数控机床用直线电机驱动伺服系统动态特性的基础上,概括了直线伺服系统抑制外部扰动、提高稳态精度、提高动态响应速率以及增强鲁棒性的先进控制策略,研制了数控机床用直线电机驱动伺服系统综合试验平台及其调试软件,最后,指出了直线电机在使用过程中其他一些值得关注的技术问题。