半浸油式有限转角力矩电机的设计与仿真

针对直接驱动阀用半浸油式有限转角力矩电机进行设计仿真.通过磁路法快速计算,得到电机的主要尺寸和电磁参数.校核转子腔的厚度满足机械强度要求.根据磁路法得到的参数建立有限转角力矩电机的二维有限元模型,计算其空载气隙磁密、齿槽转矩特性,计算在不同负载时的恒转矩区间范围、输出力矩特性,分析齿槽转矩对输出力矩特性的影响,分析磁路...     

基于硬件在环的有限转角力矩电机控制系统仿真平台开发

针对有限转角力矩电机的控制系统进行了仿真平台的开发,通过对电机简化的物理模型建模和控制器设计,搭建了有限转角力矩电机的Simulink模型,并采用双闭环反馈PID控制器进行控制。对硬件在环仿真系统的结构和配置进行了详细介绍,包括实时仿真上位机、仿真机箱、处理器板卡和电机控制板卡。设计并开展了基于硬件在环的有限转角力矩电机控制实验。实验结果表明,该控制系统具有良好的稳态和动态响应特性。     

调速系统电液伺服系统建模原理与实测参数辨识

电液伺服系统是原动机调速系统的三大组成部分之一,其模型的合理性和参数的精度对调速系统的整体精度会有显著影响。为解决电液伺服系统这一单输入、单输出的高阶系统的参数辨识问题,首先对电液伺服系统的建模原理进行分析;结合装置的物理结构,分析其建模原理,并据此进一步提出参数的确定方法。通过分解推导电液伺服卡、伺服阀、油动机和线性可变差动变压器(linear variable differential transformer,LVDT)的建模原理,并根据模型特点,提出一种包含大阶跃和小阶跃的参数实测方法,以实现电液伺服系统的参数实测;最后基于实测数据,对模型参数的仿真结果进行校验,说明了参数辨识方法的正确性。     

电液伺服阀动态特性的研究

从电液伺服阀结构着手建立数学模型，并对其动态特性进行仿真研究，最后提出了作者的研究意见。     

基于无刷直流力矩电机的雷达搜索系统工程设计

根据雷达搜索系统要求连续运转、高可靠工作,无刷直流力矩电机作为天线驱动元件并选用光电编码器作为测角元件能实现系统长寿命工作的要求,介绍了系统组成及工作原理;对负载转动惯量、风力矩、摩擦力矩、不平衡力矩等进行了详细的分析并提供计算公式,给出了选用驱动电机、测角装置选取原则。论述了无刷直流力矩电机的功率驱动器、系统电流环、速度环、系统可靠性、安全性的工程设计原理,最后根据设计原理研制一套系统并进行系统仿真和试验。     

有限转角力矩电机电流-转角特性测试方法

随着现代电机技术的发展,一种有限转角力矩电机广泛使用于航空伺服阀、卫星天线、导弹舵机、机器人关节、激光反射镜等有限转角驱动装置的位置伺服控制系统中。由于起步较晚,有限转角力矩电机的起动转矩测试项目在对应的国军标中没有涉及,而它的电流-转角特性是有限转角使用的关键点。本文立足于有限转角力矩电机的发展现状,提出两种有限转角力矩电机电流-转角特性的测试方法,对两种方法进行分析论证。在此基础上,设计两套有限转角力矩电机电流-转角特性的配套测试工装,并进行了可行性验证。使用两种方法分别对有限转角力矩电机电流-转角特性进行试验,并对试验数据进行分析,结果表明两种有限转角力矩电机电流-转角特性的测试方法有效、可行。     

液压碟簧操动机构机械特性仿真与试验研究

分析CTY-20型液压碟簧操动机构组成及工作原理,构建先导式高速大流量控制阀、工作缸、碟簧、负载等关键部件的数学模型与仿真模型。对液压操动机构的电磁阀电流、分合闸位移、速度特性分别进行仿真分析与试验测试,对比分析所得仿真数据与试验数据,验证仿真模型的准确性。在此基础上,通过仿真讨论结构与系统参数对表征分合闸特性的分合闸时间、速度的影响,为液压碟簧操动机构的性能优化提供依据。     

有限元分析在特高压换流阀塔结构抗震设计中的应用

悬吊式阀塔抗震特性是换流阀可靠性设计中必须考虑的关键问题,对换流阀运行可靠性有着至关重要的影响。应用Ansys Workbench建立阀塔有限元模型,分别进行静力分析、模态分析、地震响应谱分析。通过对阀塔组件材料的强度校核,得出文中所提出的阀塔强度满足抗震设计要求的结论。为换流阀塔结构的抗震设计提供了完整的解决思路。     

磁阀式可控电抗器设计与性能分析

介绍了磁阀式可控电抗器的设计原理及其性能分析。考虑铁心的导磁能力、制作工艺,绕组的补偿容量、额定电压等因素,根据铁磁非线性规律,提出一套切实可行的设计原理,考虑到现有条件和成本问题,运用该原理设计出一台工频小容量磁阀式可控电抗器。运用Saber磁性元件分析工具对电抗器进行仿真,验证了设计原理的正确性。制作出一台10 k VA的可控电抗器样机。仿真和实验结果对比表明,运用该原理设计出的磁阀式可控电抗器具有损耗低、调节平滑、可行性好等优点。理论分析、仿真分析和实验结果相吻合,研究结果为磁阀式可控电抗器的大容量化工业设计提供了一定的理论依据。     

高精确度飞行仿真转台内框控制摩擦补偿研究

为了实现高精确度飞行仿真转台直流力矩电机驱动内框的低速伺服目标,提出了在输入前馈和闭环PID控制的复合控制基础上构建Stribeck摩擦模型的等效控制电压模型进行摩擦超前补偿策略.首先针对转台内框伺服特性分析设计了复合控制策略;其次针对常规基于Stribeck模型摩擦补偿方法的不足和实验法辨识模型参数难的特点,提出利用转台内框本身的部件直接测定摩擦超前补偿的控制电压模型,并给出了3个关键参数的测定办法;最后将设计好的控制器用于内框低速伺服.实验结果表明,系统响应幅值为0.03°,频率为0.000 5 Hz三角波时跟踪误差在95%时间内在0.000 1°内,并对其他形式信号也有很高的动态跟踪精确度,从而证明在以非线性摩擦为主的扰动条件下所设计的控制策略能实现内框高品质低速伺服.     

电动伺服系统电流环设计

为了构成高性能的电动伺服系统电流环,论文介绍了永磁同步电动机矢量控制的原理和数学模型,然后根据系统动态性能的要求,设计并选择调节器的类型。仿真结果表明,所设计的电流环具有很高的电流跟踪能力,为实现高性能电动伺服系统奠定了基础。     

高精度永磁同步电动机矢量控制系统的设计

从永磁同步电动机发展初期到现在,永磁材料的不断更新和发展大大提高了永磁同步电动机的运行性能与效率,尤其是为永磁同步电动机在高精度伺服控制领域增添了新活力。本文首先介绍了高精度永磁同步电动机伺服控制的优势与发展潜力,然后通过分析与推导其数学模型,得到 id=0的控制方式可以实现永磁同步电动机输出电磁转矩的线性化控制,最后利用 MATLAB/Simulink仿真软件建立了仿真模型,并对该控制方案进行了仿真试验验证,仿真结果表明搭建的控制系统模型达到了预期控制精度。     

基于DSP控制的永磁同步电机变频调速系统的设计

分析了永磁同步电机系统的研究现状,设计了一种以TMS320F2407为控制核心的变频调速系统。首先对系统的硬件及软件结构进行介绍,接下来分析了永磁同步电机磁场定向矢量控制的工作原理及控制方法,并对永磁同步电机伺服系统进行了数学建模。在此基础上设计了PI控制器,将该控制器用于永磁同步电机变频调速系统。最后用 MATLAB仿真工具进行了仿真,仿真结果表明：对于具有非线性、耦合性强及参数漂移较大等特点的永磁同步电机来说,系统既可适应对象参数的变化,又能很好的消除稳态误差,获得了较高的控制精度。     

基于转子形状优化设计的三次谐波注入式五相IPMSM气隙磁场优化

五相永磁同步电机(PMSM)可通过注入三次谐波电流来提高电机的转矩密度。除三次谐波外,削弱永磁体产生的其他次空间谐波可以降低电机的转矩脉动、减小电机的振动和噪声。因此,针对三次谐波注入式五相内嵌式永磁同步电机(IPMSM),提出一种转子铁心形状优化设计方法。理论推导转子铁心形状的解析表达式,根据电机参数进行有限元建模,得到优化后的电机模型气隙磁密谐波含量及转矩脉动。与优化前的电机模型进行仿真对比,得到的结果与理论分析吻合,气隙磁场优化效果显著。     

基于DNN的舵机用永磁式线性力电机驱动力预测模型

永磁式线性力电机是直驱式电液伺服阀的重要部件之一,其驱动力可以对进入阀口的金属碎片进行切割,防止阀口被碎片挡住,因此,准确预测其驱动力对永磁式线性力电机的设计具有极其重要的研究意义。首先基于ANSOFT对永磁式线性力电机电磁场进行有限元仿真,获得其零位在极限电流作用下的驱动力。其次根据优化目标和约束条件确定永磁式线性力电机的关键结构参数及其取值范围。随后,采用基于最大最小距离准则的拉丁超立方算法进行关键结构参数在多维空间尺度上的样本采样。最后,提出带有转换层的深度神经网络模型,把电机结构参数经过转换层后提取出电机模型的100个参数,使深度神经网络能从更多的特征中组合出新的高维特征,从而提高模型预测精度,且应用PReLU激活函数和SmoothL1Loss损失函数,建立了舵机用永磁式线性力电机驱动力预测模型。与传统的预测模型Kriging和RBF相比,充分验证了此模型的有效性和准确性。     

基于空间矢量控制的三闭环永磁同步电机控制系统仿真

分析了永磁同步电机的数学模型和基于转子磁场定向的矢量控制原理,运用MATLAB/SIMULINK建立基于SVPWM的永磁同步电机位置-转速-电流三闭环矢量控制系统仿真模型并进行仿真及对仿真结果进行分析。仿真结果表明:永磁同步电机矢量控制系统具有良好的动态响应性能,调节速度快,为永磁同步电机控制系统设计与研究提供了理论基础。     

基于多并联支路的双余度永磁同步电机伺服系统分析

为了提高永磁同步电机(PMSM)伺服系统的可靠性,提出了一种基于多并联支路的双余度PMSM伺服系统。阐述了其基本的冗余设计原理和控制驱动原理。依据电机的具体结构和控制驱动方式,建立了基于多并联支路的双余度PMSM的数学模型及其控制系统模型,包括磁链平衡方程、电压平衡方程、转矩方程、机械运动方程和电流控制系统框图及其稳定性分析。并依据建立的模型,基于MATLAB/Simulink仿真其发生故障时的工作状态,得到整个伺服系统的响应数据,从理论上验证了该伺服系统的容错性能。     

永磁无刷直流电机驱动的压力机伺服控制系统研究

针对螺旋压力机转动惯量大、启动-制动频繁的特点和转矩的高动态控制问题,分析了压力机的机械结构和工作原理,提出了一种基于永磁无刷直流电机驱动的压力机伺服控制系统,建立了系统的电机-负载模型,设计了基于前馈和PID闭环的控制器,其中PID作为基本的控制器,主要实现系统校正和抗干扰的功能,前馈回路提供系统所需的主要增益,在不影响控制系统稳定性的前提下可以缩短指令响应时间,同时采用基于Buck降压斩波变换器的PAM调速方式来抑制永磁无刷直流电机的转矩脉动.实验与仿真验证了控制方法的有效性.     

数码印花机承印物运动控制系统仿真研究

承印物输送是数码喷墨印花机的主要组成部分,为了提高数码喷墨印花机的稳定运行,对承印物运动控制系统进行MATLAB/Simulink仿真。首先阐述了印花机承印物运动控制系统的基本原理,对伺服电机和步进电机的特点做出了对比分析;然后介绍了永磁同步电机伺服控制原理;最后对数码喷墨印花承印物运动控制系统进行了建模并对永磁同步电机驱动采用SVPWM控制系统运行进行了仿真分析,从而实现了承印物运动系统速度响应快、转速、转矩控制性能好。实验结果表明,该方法在一定程度上提高了数码喷墨印花承印物运动伺服系统印花的精度和稳定性。     

基于转子磁场定向控制的PMSM伺服系统建模仿真

在分析永磁同步电动机（PMSM）数学模型的基础上，建立了的转子磁场定向矢量控制的PMSM伺服系统模型。系统采用位置、转速和电流三闭环控制，其中位置环和速度环采用经典的PI控制，电流环采用转子磁场定向矢量控制，以实现瞬时的转矩调节。仿真模拟了PMSM的恒转矩起动、恒功率运行以及负转矩制动的全过程，实现了位置伺服的精确控制。