永磁同步直线电机模糊 PID 控制及仿真

针对永磁同步直线电机用传统的P ID控制方法在变负载工况下难以达到满意效果的问题,建立永磁同步直线电机数学模型,设计模糊PID控制器来控制变负载工况下直线电机的速度;利用MATLAB对控制系统在负载变化的情况进行仿真。仿真结果表明模糊PID控制效果明显优于传统的PID控制。     

永磁同步直线电机模糊PID控制及仿真

针对永磁同步直线电机用传统的PID控制方法在变负载工况下难以达到满意效果的问题,建立永磁同步直线电机数学模型,设计模糊PID控制器来控制变负载工况下直线电机的速度;利用MATLAB对控制系统在负载变化的情况进行仿真。仿真结果表明模糊PID控制效果明显优于传统的PID控制。     

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。     

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。     

永磁同步直线电机分数槽绕组谐波分析和齿槽力研究

介绍了永磁同步直线电机齿槽效应产生的原因,利用有限元法,对永磁同步直线电机谐波分量和齿槽力进行分析和仿真,运用傅立叶级数回归,求出各次谐波分量,分析结果表明,采用分数槽短距绕组方法可明显降低齿槽效应的影响。为进一步拟合出齿槽推力波动曲线,实现控制系统的推力补偿提供依据。     

基于能量整型方法的永磁同步直线电机位置控制

针对永磁同步直线电机(PMLSM)的位置控制问题,从能量整型控制的角度进行了研究。基于哈密顿反馈耗散控制方法,结合系统的物理能量特性,在dq旋转坐标系下建立了包含电能和动能的永磁同步直线电机闭环系统哈密顿函数,通过反馈耗散方法对永磁同步直线电机进行速度控制器设计,保证了系统在稳态运行点达到输入/输出能量的动态平衡。为了提高系统响应性能,提出了阻尼参数PID自整定方法实现阻尼参数的自调节,并通过设计位置控制外环构成了包含位置、速度的双环控制系统,实现了PMLSM位置控制。实验结果表明,所设计的控制器具有良好的稳定性、快速的位置跟踪性和抗干扰能力。     

大推力双U型永磁同步直线电机设计及性能测试

设计了一种应用于龙门五轴加工中心的大推力U型永磁同步直线电机,并对其性能进行了测试。结合电机使用环境和性能参数要求,对直线电机的基本尺寸、绕组形式和磁钢布置等进行了理论分析和计算;建立了该电机的有限元模型,采用有限元分析的方式对电机的静动态性能进行仿真分析,确定电机设计的最终方案并完成制造工作;应用直驱部件测试评价平台对电机的性能进行全面测试。实验测试结果满足系统的设计要求,证明了设计方法和设计过程的有效性。     

永磁同步直线电机霍尔位置检测传感器的优化

针对采用线性霍尔元件检测直线电机动子的磁场进而通过磁场信息来解算电机位置的方法,通过介绍双霍尔传感器位置检测的原理,分析由安装误差造成解算位置偏差的机理。提出采用三轴霍尔传感器代替线性霍尔传感器的方法,实现霍尔线性影响因素的误差补偿。为了降低非线性干扰造成的位置解算误差,提出了模糊-神经建模方法来实现传感器的离线标定,最后通过仿真和实验证明了所提传感器误差补偿方法的有效性。     

基于等效磁化电流法的永磁同步直线电机静态气隙磁场计算

以1FN3100永磁同步直线电机为研究对象,基于解析法,给出了该直线电机二维稳态场的气隙磁场分布的计算公式,在此基础上,利用MATLAB数学工具绘出了1FN3100永磁同步直线电机的气隙磁密分布曲线。该方法为研究直线电机隔磁防护、推力波动、涡流损耗等热点和难点问题打下了基础。     

基于降阶双环自抗扰的永磁同步直线电机电流谐波抑制

永磁同步直线电机由于反电势和逆变器频繁切换导致电流谐波分量较大,同时参数时变以及负载突变等扰动严重影响伺服系统的控制精度。本文采用一种基于降阶状态观测器的双环自抗扰伺服控制算法,以降低控制系统的谐波抑制从而提高控制精度。首先,构造了位置速度环级联的二阶自抗扰控制器。运用极点配置法对三阶线性状态观测器进行降阶,减小了相位滞后的影响,提高了伺服系统的控制精度;其次,电流环采用一阶非线性自抗扰控制器,消除了积分饱和的影响,降低了三相电流的谐波含量。最后,与基于自抗扰控制的其他优化算法进行对比,实验表明在多工况下降阶双环自抗扰控制的总谐波失真不超过2.13%,推力波动可减小至1.49%,稳态误差不大于15μm。     

混合式永磁同步电机弱磁性能的研究

针对传统永磁同步电机弱磁性能不佳的问题,提出了应用混合式结构来改善永磁同步电机弱磁性能。研究了传统永磁同步电机的结构,得出了传统永磁同步电机弱磁困难的原因是电枢磁势和转子励磁磁势的不对等。分析了混合式永磁同步电机的结构,得出了其转子永磁体用量少,励磁磁势较小;气隙很小同步电感大,短路电流与额定电流的比值小。介绍了应用短路电流与额定电流的比值来判断永磁同步电机弱磁性能的方法,分析得出了混合式结构弱磁性能要好于传统永磁同步电机。采用了基于直轴电流负向控制的附加闭环方法进行弱磁控制,对传统永磁同步电机和混合式永磁同步电机的弱磁性能进行了对比实验,混合式结构的弱磁扩速倍数为传统式结构的2.63倍。研究结果表明,混合式结构可以有效提升永磁同步电机弱磁性能。     

永磁同步电机运行性能研究

针对凸极永磁同步电机,对其数学模型和定子电流最小控制方法进行了介绍,推导了定子电流最小控制方法对应的电流相角条件、基本转速和最大转矩。利用电机数学模型和不同电流控制规律建立了永磁同步电机运行性能仿真模型,避免了传统双闭环模型中控制器参数对仿真结果的影响。在此基础上深入研究了电机永磁磁链、凸极率、电枢电阻三个参数对电机基本转速、输出转矩等运行性能的影响,据此指出了电机电磁设计时应遵循的一般规律。     

Adaptive PI control strategy for flat permanent magnet linear synchronous motor vibration suppression

Due to low damping ratio,flat permanent magnet linear synchronous motor’s vibration is difficult to be damped and the accuracy is limited.The vibration suppressing results are not good enough in the existing research because only the longitudinal direction vibration is considered while the normal direction vibration is neglected.The parameters of the direct-axis current controller are set to be the same as those of the quadrature-axis current controller commonly.This causes contradiction between signal noise and response.To suppress the vibration,the electromagnetic force model of the flat permanent magnet synchronous linear motor is formulated first.Through the analysis of the effect that direct-axis current noise and quadrature-axis current noise have on both direction vibration,it can be declared that the conclusion that longitudinal direction vibration is only related to the quadrature-axis current noise while the normal direction vibration is related to both the quadrature-axis current noise and direct-axis current noise.Then,the simulation test on current loop with a low-pass filter is conducted and the results show that the low-pass filter can not suppress the vibration but makes the vibration more severe.So a vibration suppressing strategy that the proportional gain of direct-axis current controller adapted according to quadrature-axis reference current is proposed.This control strategy can suppress motor vibration by suppressing direct-axis current noise.The experiments results about the effect of K p and T i on normal direction vibration,longitudinal vibration and the position step response show that this strategy suppresses vibration effectively while the motor’s motion performance is not affected.The maximum reduction of vibration can be up to 40%.In addition,current test under rated load condition is also conducted and the results show that the control strategy can avoid the conflict between the direct-axis current and the quadrature-axis current under typical load.Adaptive PI control strategy can effectively suppress the flat permanent magnet linear synchronous motor’s vibration without affecting the motor’s performance.     

永磁同步电机在电梯系统中的应用分析

重点介绍了永磁同步电机在电梯驱动系统中引发的重大技术革新与技术优势,通过对永磁同步电动机在智能化、安全化、节能化曳引系统中的作用的分析,说明了永磁同步电动机在技术方面所具备的明显技术优势,指出其在电梯设计和应用中起到的重要现实意义。     

基于分段弧形永磁同步电机的4m望远镜控制系统

为了满足4 m望远镜控制系统的驱动能力和跟踪精度要求,本文介绍了基于分段弧形永磁同步电机的望远镜伺服控制系统设计方法。首先,介绍了基于分段弧形永磁同步电机的控制系统组成;其次,给出了望远镜伺服系统的控制模型辨识方法;然后,为了实现望远镜大角度调转和小角度阶跃过程中,系统位置响应快速、无超调,设计了基于系统最大速度和加速度信息的位置指令整形算法;最后,介绍了望远镜控制系统的位置和速度控制策略,并进行了望远镜的跟踪控制实验。实验结果显示,当望远镜进行10°的大位置调转和0.2°的小位置阶跃时,伺服系统能够快速、无振荡地到达指定位置;望远镜在10 (°)/s速度和3 (°)/s^2加速度条件下的正弦引导误差最大值为2.636″,稳态误差RMS值为0.673″。实验结果表明,所设计的基于分段弧形永磁同步电机的伺服控制系统能够满足4 m望远镜驱动和跟踪精度的要求,为下一代大口径望远镜控制系统的设计提供了参考。     

电梯用永磁同步电机无速度传感器矢量控制研究

研究了一种基于模糊观测器的PMSM无速度传感器矢量控制系统,阐述了其控制原理,介绍了模型观测器设计。数字仿真试验验证了其控制系统性能良好,在0～4 000 r/min转速范围内能够得到较高的转子位置和速度估算精度。     

基于Matlab和LabVIEW的永磁同步电机控制系统设计

针对永磁同步电机控制系统设计时,单独采用Matlab建模仿真方式多参数整定繁琐的问题,提出了一种基于Matlab与LabVIEW相结合的混合仿真方法。首先,理论分析了永磁同步电机在多坐标系中的数学模型,利用该数学模型在Matlab/Simulink环境中搭建了底层电机控制模型,并基于LabVIEW设计了电机系统测试界面。然后,利用仿真接口工具包—SIT使Matlab和LabVIEW保持同步通讯,在LabVIEW上层测试界面上对电机系统仿真参数进行整定。最后,为验证该混合仿真方法的可靠性,分别建立传统Matlab仿真模型与混合仿真模型,对电机进行了仿真实验。研究结果表明,该混合仿真模型与Matlab单独仿真模型的结果具有较高的吻合性,并符合理论计算结果。这种混合仿真方法在保证实验结果的正确性下,简化了永磁同步电机控制系统的参数整定;同时能从LabVIEW界面上直接查看仿真波形,进一步缩短了调试时间,提高了系统仿真效率。     

基于自适应观测器的复式永磁同步电机控制仿真

为了解决复式永磁同步电机(PMSM)的可靠运行及速度控制等问题.提出了一种基于自适应观测器的无传感器控制方案.利用Matlab这一工具搭建了复式永磁同步电机的自适应观测器的控制仿真模型,并对算法进行了分析验证,同时为了提高该系统的稳定性,对电机的电阻和磁链也进行了参数辨识.仿真运行的结果验证了自适应观测器作为复式水磁同...