抑制永磁直线同步电动机推力波动的补偿技术

为满足易产生推力波动的永磁直线同步电动机的速度伺服要求,减小永磁同步直线电动机的推力波动尤为重要。文章从电动机结构优化和控制策略2个方面来削弱推力波动:选择合适的次级磁铁形状及布置方式可使初级反电势波形接近正弦波形,同时采用控制策略,通过初级反电势计算定子电流谐波进行电流补偿,以此来削弱推力纹波;采用斜槽、斜极或均匀充磁等厚六边形磁铁紧密排列方案能大大削弱由齿槽效应引起的推力波动;采用多极结构、增加气隙长度、降低励磁磁密等措施能减小由端部效应引起的推力波动。实验结果表明,上述方法能有效地抑制永磁直线同步电动机的推力波动对伺服系统的影响,具有较强的鲁棒性。     

垂直运动PMLSM电磁力角控制器仿真研究

本文通过对垂直运动永磁直线同步电机力角特性的分析,得出电磁力角控制策略,并设计出了电磁力角控制器。仿真结果表明,该控制方法提高了垂直运动永磁直线同步电动机运行的稳定性、可靠性和电机的运行效率,并可有效预防垂直运动永磁直线同步电动机的失步问题。     

低速永磁直线同步电动机的失步预防控制策略研究

永磁直线同步电动机在运行过程中是否失步是决定其稳定运行的关键。通过对永磁直线同步电动机的力角特性分析,文章提出了一种改变电压和改变压频比相结合的电动机失步预防控制策略,即运用双模态模糊控制器实现电动机的失步预防控制。仿真结果表明,该策略具有算法简单、控制品质好等优点,可以有效地避免永磁直线同步电动机失步的发生,具有较高的应用价值。     

基于单相高频电压法的永磁直线电机的功率角测量

为了解决低速和零速时永磁直线电机功率角的测量以及消除采用机械型传感器带来的安全、可靠性方面的问题,提出了基于单相高频电压注入法的永磁直线同步电动机功率角测量方法。在永磁直线同步电动机单相绕组中持续注入高频电压信号,通过检测得到高频电流信号,进而利用半周积分算法得到该电流的幅值,并利用永磁直线同步电动机的电流-电感-功率角之间的解析方程,获取电机的功率角。实验表明,该方法可靠性高、实用性强,且精度能够满足要求,适用于包括零速在内的永磁直线电机功率角的测量。     

模型参考自适应控制的直线永磁电机应用

用直线永磁电机构成的闭环控制系统易受环境干扰、系统性能指标差并且不稳定。针对这一问题,提出了基于模型参考的自适应控制系统,并对此方法设计的自适应机构进行了稳定性证明,很好地解决了直线永磁同步电动机易受外界环境、参数等影响所带来的问题,体现了在抗干扰能力、稳定时间等性能指标上的优越性。该方法操作简单,易于实现。利用仿真模拟环境参数的突变,其结果体现了该方法的优越性和有效性。     

永磁同步电动机直接转矩控制的效率优化

针对永磁同步电动机在轻载、高速运行时效率和功率因数下降的问题,提出了一种永磁同步电动机直接转矩控制效率优化策略。该策略通过分析电动机损耗与转矩、转速和定子磁链之间的关系,建立了考虑铁损的永磁同步电动机数学模型,导出了效率最优时的定子磁链幅值;将最优定子磁链计算模块嵌入直接转矩控制系统,构成了效率最优的永磁同步电动机直接转矩控制调速系统。仿真结果表明,该优化策略能有效降低永磁同步电动机功率损耗,提高电动机的运行效率。     

永磁同步电动机直接转矩控制的效率优化

针对永磁同步电动机在轻载、高速运行时效率和功率因数下降的问题,提出了一种永磁同步电动机直接转矩控制效率优化策略。该策略通过分析电动机损耗与转矩、转速和定子磁链之间的关系,建立了考虑铁损的永磁同步电动机数学模型,导出了效率最优时的定子磁链幅值;将最优定子磁链计算模块嵌入直接转矩控制系统,构成了效率最优的永磁同步电动机直接转矩控制调速系统。仿真结果表明,该优化策略能有效降低永磁同步电动机功率损耗,提高电动机的运行效率。     

永磁直线同步电动机垂直提升系统的仿真与实现

针对传统的永磁直线同步电动机驱动的垂直提升系统容易产生失步和振荡现象的问题,提出了一种永磁直线同步电动机速度、电流、位置闭环矢量控制系统的设计方案,采用次级磁链定向的矢量控制技术,结合空间电压矢量脉宽调制方法,在Matlab/Simulink环境下对垂直提升系统的分段式永磁直线同步电动机闭环矢量控制系统进行了建模与仿真,并基于实验室自制样机做了闭环实验。实验结果表明,该系统具有良好的动、静态性能,基本满足垂直提升系统相应性能的要求。     

永磁直线同步电动机推力波动抑制策略

永磁直线同步电动机自身存在的推力波动是阻碍其获得平稳的速度响应的一个重要因素,如何抑制推力波动的影响是系统控制器设计中必须考虑的一个问题.本文在分析了直线电动机推力波动特点的基础上,对其进行了测量.然后通过对推力波动测量结果进行频谱分析,找出其所包含的主要谐波,建立了推力波动的数学模型.最后基于所建立的模型,对推力波动进行了前馈补偿.当速度环采用滑模控制时,用实验验证了该方法的可行性.实验结果表明对推力波动进行建模和前馈补偿可以显著地改善速度环的响应性能.当系统以0.1m/s运行时,稳态速度波动范围下降到1.83%.     

永磁直线同步电动机系统鲁棒镇定

在考虑参数不确定性的情况下,将永磁直线同步电动机系统转化为具有状态和输入矩阵不确定性,并且受非线性摄动的线性系统,采用线性系统控制,给出控制律,使永磁直线同步电动机系统在存在参数不确定性的情况下,在原点平衡点渐进稳定。仿真研究表明该控制方法的有效性。     

永磁直线电机扰动估计与补偿的位置反步控制

由于永磁直线同步电机直接驱动负载,负载突变、摩擦力和推力波动等各种干扰也将无缓冲地直接作用于电机动子上,如果不加以考虑,将会严重影响伺服系统的精度.为了克服不确定性扰动给永磁直线同步电机位置伺服系统带来的不良影响,提出一种鲁棒反步控制策略.首先,对永磁直线同步电机的数学模型进行分析,将负载阻力、推力波动和摩擦力等作为总干扰;然后,设计一种观测器对总干扰进行估计,将干扰的估计值引入到反步控制律中,起到对扰动进行补偿的作用,并利用Lyapunov函数分析系统的稳定性;最后,通过与不带扰动补偿的反步控制进行仿真比较,结果表明所提出的控制策略能够有效消除不确定性扰动对系统的影响,增强伺服系统的鲁棒性,提高电机位置的跟踪精度.     

基于遗传粒子群的永磁低速直线电机优化研究

本文以改善电机效率和降低永磁低速直线电机制造成本为优化设计目标,把单台电机造价和电机电磁推力的比值作为目标函数,由于目标函数的优化变量多,参数间相互约束,目标函数复杂等特点,因此本文采用遗传粒子群算法对永磁低速直线电机进行优化设计,通过对两种设计仿真结果对比证明了该算法在提高电机电磁性能,降低制造成本方面有明显的优越性。     

Data-driven nonparametric model adaptive precision control for linear servo systems

Nowadays, high-precision motion controls are needed in modern manufacturing industry. A data-driven nonparametric model adaptive control (NMAC) method is proposed in this paper to control the position of a linear servo system. The controller design requires no information about the structure of linear servo system, and it is based on the estimation and forecasting of the pseudo-partial derivatives (PPD) which are estimated according to the voltage input and position output of the linear motor. The characteristics and operational mechanism of the permanent magnet synchronous linear motor (PMSLM) are introduced, and the proposed nonparametric model control strategy has been compared with the classic proportional-integral-derivative (PID) control algorithm. Several real-time experiments on the motion control system incorporating a permanent magnet synchronous linear motor showed that the nonparametric model adaptive control method improved the system’s response to disturbances and its position-tracking precision, even for a nonlinear system with incompletely known dynamic characteristics.     

基于双模态自适应小波粒子群的永磁同步电机多参数识别与温度监测方法

提出了一种双模态自适应小波粒子群（Binary-modal adaptive wavelet particle swarm optimization,BAWPSO）的永磁同步电机（Permanent magnet synchronous motor,PMSM）多参数识别与温度监测方法.为了提高算法动态寻优性能,群体被划分为正向学习和反向学习两种模态;对处于不同模态的粒子分别采用正向学习策略与反向学习策略协同求解,扩大了解的搜索空间;同时对粒子个体极值采用自适应小波算子增强学习以提高收敛精度.永磁同步电机参数辨识结果表明所 提方法能够有效地辨识电机电阻,dq轴电感与转子磁链等参数,且能有效追踪系统参数变化值.在辨识出电机定子绕阻值后,根据金属阻值与温度之间的线性 原理间接计算定转子温度,从而实现永磁同步电机系统温度在线监测.     

永磁直线同步电机的自适应Backstepping滑模控制研究

针对永磁直线同步电机(PMLSM)控制系统的不确定性因素,提出了自适应 Backstepping滑模控制器,实现运动跟踪。建立 PMLSM 系统模型,采用 Backstepping 设计,在滑模控制的基础上,基于 Lyapunov 函数设计自适应率,改善控制性能。仿真结果表明,系统具有稳定快速的跟踪性能,考虑实际系统中参数不确定性因素,控制器仍具有较强鲁棒性。     

基于黑洞多目标进化算法的永磁直线同步电机优化设计

应用一种改进的黑洞多目标进化算法(MOBH),实现对圆筒型无槽无铁芯直线永磁同步电机(LPMSM)的多目标优化设计.黑洞进化算法在不同Pareto区域的收敛速度、种群多样性、种群收敛性和亚种群获取等方面具有良好的性能.在分析无槽无铁芯圆筒直线电机的电磁解析模型和MOBH算法基础上,建立电机推力、推力体积比、铜损(效率)...     

永磁同步电机无传感器控制技术研究现状与控制策略综述

由于永磁同步电机无传感器控制系统具有控制精度高、安装、维护方便、可靠性强等一系列优点,成为近年来研究的一个热点。文章首先简单介绍了永磁同步电机无传感器控制技术的工作原理,在此基础上分析了永磁同步电机无传感器技术的现状,并对其控制策略进行了分析和比较,指出目前永磁同步电机无传感器控制技术的研究重点和所要解决的问题。     

Linear robust control of a synchronous motor,experimental comparison with non-linear control

We present a linear robust design method (of quantitative feedback theory type) to control a permanent magnet synchronous motor to achieve demanding time domain quantitative specifications despite large parametric and load uncertainties which affect it. The linear control is compared with a non-linear design (of adaptive feedback linearization type) for the same motor. The experimental results show that: the linear control compares favourably to the non-linear one on robustness of performance and stability, and simplicity of implementation; both the linear and non-linear control have good sensor noise response. The non-linear method did prove the non-local stability of the design while the linear method did not.