直线电机在微电子领域中的应用

直线电机是一种做直线运行的驱动电机.它的性能优劣直接影响到设备的精度、生产效率及产品的质量.文章介绍了如何用工业控制器和直线电机驱动器实现直线电机的超高速、高精度、无过冲、无振荡控制.直线电机的速度环由驱动器用PP算法闭合,位置环由工业控制器用带速度前馈的PID算法闭合.     

数控机床直流直线电机结构设计及控制系统研究

为解决现有直线电机存在边端效应、推力波动大以及控制系统复杂等问题,设计出一种新的直流直线电机结构,并对该电机的数学模型和动态特性进行了较为深入的分析.针对单闭环系统受绕组电压、负载和动子质量的影响,易出现电流和速度波动等问题,设计了多环结构的控制系统,并引入前馈控制方法改善了系统动态跟踪特性.基于上述分析,利用MATLAB对系统进行了仿真研究,结果显示所设计的电机结构具有较好的可行性和可控性,且引入前馈控制的多环控制系统可有效抑制电流和速度的波动,使系统的动态跟踪特性得到显著提高.     

基于EKF的低速永磁电机控制系统建模与分析

为了实现大转矩、低转速永磁电机的变频控制,提出了一种基于卡尔曼滤波原理的调速系统。在系统中,采用卡尔曼滤波算法对电机位置、转速和d—q轴电流进行了估计。在广义卡尔曼滤波（EKF）的基础上,系统的电流环和速度环采用PI控制,电机采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）矢量控制方法。利用Matlab／Simulink对整个系统进行了仿真建模,并对仿真结果进行了分析。通过对误差的分析以及参数鲁棒性的分析,可以证明卡尔曼滤波算法适用于低速的永磁电机调速系统。     

用PLC主控单元直接控制步进电机的研究

提出了一种用PLC主控单元直接控制步进电机的新方法，设计了PLC脉冲形环分配软件和位置控制软件以控制步进电机速度和精确定位，并以实例验证了该方法是可行的，性能可靠。     

电动电子车速里程表的研究

介绍一种新型电动电子车速里程表,霍尔速度传感器,里程计数脉冲的产生以及步进电机的驱动和BL2115集成电路在电动电子车速里程表中的应用.     

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.     

基于无位置传感器的永磁同步电机硬件在环仿真研究

针对DSP控制器对未安装位置传感器的永磁同步电机的控制效果问题、三相逆变器的功率管发生故障时电机的运行状况变化问题,对永磁同步电机的数学模型、电机的速度和位置估算方法(即模型参考自适应方法 MRAS)进行研究。在没有实体永磁同步电机和逆变器的情况下,提出搭建硬件在环半实物仿真平台的方法。借助MATLAB/Simulink以及实时仿真软件RT-LAB搭建永磁同步电机数学模型、逆变器模型和硬件接口模型,此模型作为硬件在环系统的被控对象;电机控制器是TMS320F28027系列DSP,在控制器上运行MRAS速度位置估算算法和FOC磁场定向控制算法;在硬件在环仿真平台上完成无传感器控制算法验证、模拟逆变器发生不同类型故障时电机的工作状况。研究结果表明:硬件在环半实物仿真平台能够用于无位置传感器控制技术的控制功能验证、模拟逆变器故障状态,为优化控制器算法奠定基础。     

高精度伺服转台超低速控制

高精度伺服转台通常要求能够在极低的速度下实现位置的实时跟踪,所以,对转台的速度控制系统提出了很高的要求.介绍了一种用于高精度伺服转台的速度控制系统.在结合电机的物理参数及其数学模型进行详细分析后,在使用PID控制器的基础上进一步提出了按照最佳二阶模型进行开环设计的速度控制方案.给出了理论设计值和实际测得的模拟速度环幅频和相频曲线.并由此得到系统的谐振频率约为118 Hz,闭环带宽约为230 Hz,伺服转台最低速度可以达到1.06"/s,即14 d/r.由于系统的速度控制指标为1 d/r,因此该模拟速度环达到并且优于预定的指标.     

显微CT精密运动平台定位精度优化

为提高显微CT精密运动平台定位精度,以精密运动平台Z轴载物台为执行机构,提出直接对永磁同步电机轴到Z轴载物台进行控制的全闭环伺服控制系统并建立电机轴到Z轴载物台的数学模型。分析矢量控制技术,研究无速度传感器技术对速度的估计,搭建电机矢量控制无速度观测器仿真模型,验证其可行性。位置环采用线性自抗扰技术进行优化,通过MATLAB仿真,验证了线性自抗扰技术可以提高位置环的定位精度。     

基于改进遗传算法的电机公差优化设计

为提升电机装配质量,降低总成本,需对形成电机定、转子间气隙的关键零部件组成环公差进行优化设计.以加工成本和质量损失成本为目标函数,以各关键组成环的公差值为设计变量,以装配功能和经济加工能力为约束条件,建立了多目标多约束的电机装配径向公差优化数学模型.基于改进的遗传算法对模型进行求解,得到电机总成本最低时的各关键组成环公差.通过Cetol 6σ仿真验证,结果表明:采用优化后的设计公差值,电机装配合格率提升了约55.7％,总成本下降了约45.2％.     

采用伺服电机的电子凸轮控制系统设计

针对传统机械凸轮存在的难加工、易磨损、难维护的问题,采用伺服电机设计了电子凸轮先进控制系统。该系统硬件采用德国倍福伺服运动控制实验平台,由嵌入式PC、数字伺服驱动器、永磁同步伺服电机、滚珠丝杠直线平台等组成,控制系统采用位置环、速度环、电流环三环控制模式,根据内部虚拟主轴的位移和电子凸轮表插值计算出了从轴伺服电机的位置指令、速度指令,模拟实际凸轮轨迹实现滚珠丝杠直线往复运动,并在上升和下降阶段采用五次多项式作为插值函数,保证了速度曲线、加速度曲线存在且连续,提高了机构运动性能。实验结果表明,采用电子凸轮方案后,丝杠在位移精度和反应速度方面均能获得良好效果,可以把跟随误差控制在0.005 mm内,证明采用电子凸轮代替原有机械直动推杆凸轮是可行的。     

直线式汽车怠速控制电磁阀的仿真与研究

通过对直线式电磁控制阀的结构和工作过程进行分析,建立了怠速控制阀的动态力学模型,并利用仿真分析软件对怠速控制电磁阀在不同工况下的响应进行了特性分析;根据发动机进气模型,进一步研究了电磁阀控制参数与发动机怠速工况下的进气量、发动机转矩以及发动机转速之间的关系。对怠速控制系统的闭环设计,稳定怠速工况转速、优化点火提前角以及确定合理的空燃比等要求提供重要的参考。     

基于LabVIEW的数控车床位置检测系统

对数控轧辊车床的全闭环高精度位置控制技术进行了研究,利用 LabVIEW 对位置环进行检测,从而构成具有优良动、稳态性能的新型全闭环位置控制系统.实验结果和实际应用单位使用证明,所开发的系统工作稳定、响应速度快,具有良好的控制精度.     

Electronic control of braking force distribution for vehicles using a Direct adaptive fuzzy controller

In brake systems, a proportioning valve(P. V), which reduces the brake line pressure on each wheel cylinder for the anti-locking of rear wheels, is closely related to the safety of vehicles. However, it is impossible for current P. V. s to completely control brake line pressure because, mechanically, it is an open loop control system. In this paper we describe an electronic brake force distribution system using a direct adaptive fuzzy controller in order to completely control brake line pressure using a closed loop control system. The objective of the electronic brake force distribution system is to change the cut-in-pressure and the valve slop of the P. V in order to obtain better performance of the brake system than with mechanical systems.     

带电流变化率内环的三环控制系统的仿真研究

在众多的控制方式中,三环调速系统是性能最佳的控制方式。三环调速系统是在电流、转速双闭环直流控制系统中,再加上一个电流变化率内环。利用MATLAB对三环控制系统进行了仿真研究,结果表明它具有更好的整体性能。     

基于单线圈的车辆识别研究

实时准确的车辆识别对于成功的快速路管理系统来说是至关重要的。然而对于铺设大量单线圈的快速路网来说,车辆识别并不能直接从单线圈检测器测量出来。本文利用各种车辆通过单线圈的感应曲线作为研究对象,提取感应曲线的特征并进行特征分离,利用模糊模式识别方法对车型进行匹配分类,以满足不停车收费系统对实时性的要求。本文主要研究了单线圈车速检测和车型识别的方法以及检测系统的硬件设计,对开发单线圈车辆检测产品具有一定的实用价值。     

多绳摩擦式提升机双闭环直流调速系统仿真研究

为保证设计的提升机直流调速控制系统的可靠性,对设计的直流调速控制系统进行仿真研究,仿真方式是基于SIMULINK中动态结构框图的仿真,仿真步骤是按照控制系统先内环后外环的原则,首先对电流内环进行仿真,并根据一定的近似条件,将电流内环从双闭环中独立出来,然后配置数据进行仿真,从仿真结果中观察提升机控制系统的跟随性。对双闭环直流调速模型的仿真是在电流内环的基础上进行的,用来观察提升机直流传动系统的起动过程中检验提升机系统的整体性能指标,包括动态性能指标和抗扰性能指标。     

多单元协调传动控制系统的研究

在总结传统调速方法的基础上,利用交流变频调速技术实现多单元协调传动,详细地叙述了多单元协调传动系统的控制方案及主要控制电路,并说明了变频器主要参数的设置方法及主要环节的调试方法,为闭环调速系统的技术改造提供了一种新的控制方法.     

A new control system for auto-leveling of high speed drawing frame

According to the characteristic of high speed drawing frame auto-leveling: open loop can avoid the dead zone, but can’t ease or eliminate the influence of disturbance; close loop can reduce the influence of disturbance, but can’t avoid the dead zone, under the influence of disturbance model is hard to build; and high speed of drawing frame has high demand on hardware and software. Based on new hardware architecture a new auto-leveling control system with mixed loop and fuzzy method is put forward, in which open loop is designed to get the basic control value and close loop inferring from fuzzy control rules to get the increment value and decrease the influence of disturbance by correcting the basic control value obtained from open loop. In conclusion, experiment in FA398 proves the applicability of this system for auto-leveling of high speed drawing frame.