高速大推力直线电机直接驱动进给系统动态性能的分析

大推力直线电机直接驱动是一种新颖的高速数控机床直线进给系统驱动方式,它将直线电机的定子和动子分别安装在机床床身和工作台上,取消一切机械传动环节,大大提高进给系统的伺服性能,但这种驱动方式对外界干扰非常敏感,机床运行过程中切削力甚至进给系统运动部件质量的变化等均是系统的直接干扰.本文根据直接驱动进给系统的控制模型,分析了系统动态刚度的计算方法和主要影响因素,提出了提高动态性能的方法.根据系统的特点,设计动态质量估计器,实现直接驱动进给系统的动态质量在线估计和补偿.对实际系统的仿真分析表明,本文提出的基于系统动态质量在线估计与补偿方法,能大大提高系统的性能.     

直线电机进给系统伺服参数与控制参数设计

为了提高直线电机伺服系统的刚度特性和动态性能,减小直线电机的位置输出误差,实现对电机的高精度高速度的控制效果。对直线电机进给系统的控制响应特性进行了研究,建立了系统的传递函数模型,分析了伺服参数对于响应特性的影响,采用PID控制器对电机位置输出进行控制以减小电机位置输出误差,运用Matlab/Simulink进行系统建模和仿真分析,并通过遗传算法对PID 3个控制参数进行了整定,提高了系统的动态响应特性,取得了较好的控制效果。     

直线型超声电机在机床进给系统中的应用

文章简要比较了直线电机驱动和传统滚珠丝杠机床进给驱动的优缺点及直线电磁电机存在的问题;详细介绍了直线超声电机的运动机理,直线型超声电机相对于电磁式直线电机的优点和直线型超声电机的国内外发展和研究现状;并综述了直线型超声电机在机床进给系统中的应用研究现状.     

高速直线进给单元设计

对直线进给单元的基本类型和直线电机的结构布局进行了分析,研究了高速直线进给单元的基本结构,并运用有限元法对进给单元工作台设计进行校验,证明研制的高速直线进给单元能较好地满足设计要求。与传统的直线进给系统相比,ＧＤ－３型直线进给系统的速度和加速度能提高５－８倍。     

倒置式车削中心交流伺服电机的选型

文章以倒置式车削中心主传动系统和伺服进给系统电机选择为例,重点介绍伺服主轴电机和伺服进给电机的选择方法和选择原则。通过计算负载切削功率、转矩和惯量的方法找到负载特性和驱动电机参数的合理匹配,为机床数控化改造和新设计机床电机选型提供合理的依据。     

数控磨床采用高性能直线电机进给的试验与研究

介绍了数控磨床采用高性能直线电机进给的试验与研究过程。重点分析了直线电机的应用情况及需要考虑的配套项目。根据直线电机在MK1432/H万能外圆磨床上的应用。验证了采用直线电机比采用传统的丝杆进给机构的性能指标和动态特性有了很大的改善。研究结果表明,数控万能螺纹磨床采用了高性能直线电机进给功能部件后,重复定位精度可达1μm。这项成果已应用于非圆工件磨削随动机构的驱动系统,可为其他数控磨床实现高精度进给提供参考。     

神经网络在直线电机进给系统建模中的应用

获取直线电机伺服驱动系统的非线性模型，对这种先进的进给系统的广泛应用有着重要的意义。在对非线性模型建立方法分析的基础上，应用Levenberg-Marquardt优化策略，对前馈BP神经网络建模过程进行了推导。并利用试验获取的^数据，以直接辨识的方式，运用推荐的算法建立了某类型直线电机运动平台的非线性闭环系统模型。在模型的基础上仿真了运动系统的阶跃响应。由响应曲线表明，所获得的模型与实际工况中的系统很相符。     

高速机床中直线进给系统控制策略综述

介绍了直线电动机在高速机床伺服进给中的应用，分析了直线电动机用于进给驱动的特点。着重概括了在不确定因素影响下，闭环伺服进给驱动系统抑制扰动、提高稳态精度、加快动态响应以及增强鲁棒性的控制策略。包括滑模变结构控制、鲁棒控制、智能控制、和自抗扰控制策略等。最后根据各控制策略的特点提出了相应的改进方法。     

直线电机进给系统摩擦自适应补偿控制

为消除非线性摩擦干扰对直线电机进给系统定位精度的不利影响,提出一种基于LuGre摩擦模型的自适应补偿控制方法。建立直线电机进给系统的动力学方程,并在系统建模中引入基于自适应因子的改进LuGre模型;采用反步设计法的思想,利用李雅普诺夫第二法推导了自适应控制律;最后进行了半物理仿真实验。仿真结果表明:该自适应控制器应用于直线电机进给系统的摩擦补偿是可行的,有效提高了系统的位移定位精度和速度跟踪精度。     

用于直接驱动机床主轴的大推力圆筒型永磁直线电机的研究

根据机床主轴进给性能指标的要求,计算圆筒型永磁直线电机的主要尺寸参数,然后通过有限元分析对电机的输出性能进行优化。最后设计基于各相独立电流环控制的控制方案,完成机床主轴直线电机进给系统的总体设计。设计的大推力圆筒型永磁直线电机能实现机床主轴的直接进给驱动,具有效率高,精度高,动态响应快等优点。     

数控机床用直线式交流伺服电机及其控制策略

对现有的直线交流伺服电机进行了概述。就感应直线交流伺服电机和永磁直线交流伺服电机的结构及其控制策略等进行了阐述,指出了其相应的特点,并对发展我国直线式交流伺服系统提出了几点建议。     

五相直线电机混合空间矢量脉宽调制控制策略

直线电机能实现直接直线传动,不存在中间转换传动装置,转换效率高,且相较于传统旋转电机不存在离心力的约束,在工业中应用广泛。为进一步提高系统推力密度,以五相直线电机为研究对象。搭建五相直线电机离散域解耦控制数学模型,并针对传统五相直线电机单空间矢量脉宽调制控制策略运行性能差、系统谐波含量高的问题,提出一种五相直线电机双混合空间矢量脉宽调制控制策略。通过引入额外电压矢量,合理分配电压矢量作用时间,能有效抑制谐波,提升电机运行性能。仿真与实验均充分验证了所提五相直线电机双混合空间矢量脉宽调制控制策略的有效性及优越性。     

直线电机式压力机结构和关键技术研究

由于旋转式电机驱动的机械压力机需要一套复杂的将旋转运动转换为直线运动的传动机构,结构复杂,为此,提出了一种直线电机式压力机。对该压力机常用的台式串行结构、框架式结构和增力式结构等进行了研究,并对该压力机的直线电机技术、增力机构、散热隔磁技术、成形工艺优化和能量回收等关键技术进行了分析。分析表明:该压力机可以由直线电机直接驱动滑块做往复直线运动,具有结构简单、生产效率高和节能环保等优点,提高了系统的快速反应能力和控制精度。     

直线电机在高速龙门五轴加工中心中的应用

介绍直线电机工作原理,阐述了与直线电机驱动相比传统滚珠丝杠副传动方式的优势。介绍直线电机进给驱动技术在高速龙门五轴加工中心的应用实例,提出使用直线电机存在的几点问题,指出直线电机进给驱动技术将是高速数控机床未来发展的方向。     

直线电机在数控机床上的调试

本文主要介绍了直线电机的工作原理及其驱动技术、直线电机进给驱动技术及在数控机床上的调试,直线电机进给驱动技术将是高速数控机床未来发展的方向。     

永磁同步直线电机位置误差迭代学习补偿控制研究

永磁同步直线电机在执行具有重复特性的跟踪控制任务时,系统的位置误差也会出现周期性变化。针对这一问题,提出一种基于离线迭代学习补偿优化直线电机位置输入信号的控制策略。通过离线迭代学习,对直线电机系统的干扰进行迭代学习控制。对凸轮轴轨迹和正弦曲线轨迹进行迭代学习,实现对永磁直线电机运动轨迹的跟踪控制,减小直线电机的跟踪误差。实验结果表明：通过离线迭代学习控制产生的位置输入信号跟随误差较小,能很好地消除由于跟踪滞后造成的位置误差。     

直线电动机驱动的电火花加工机床的性能

介绍了日本沙迪克公司开发的采用直线电动机的电火花成形加工机的高灵敏度响应和高速抬刀性能 ,并与旋转电动机方式进行了对比试验。结果表明 ,直线电动机方式定位控制精度高、抬刀速度快、排屑效果好 ,能更有效防止短路发生 ,因而能提高加工速度和加工效率。     

直线电机在高速数控车削中心进给系统中的应用

直线电机驱动系统已成为高速机床驱动的新趋势。以ADG15M高速数控车削中心的x向直线电机选择为例,详细阐述直线电机的型号选择和参数校验过程,并分析选型过程中应该注意的事项。     

新型高温超导直线感应电机的设计及有限元分析

结合直线感应电机设计原理,对高温超导直线感应电机的结构进行设计和对电磁场进行研究,最后利用大型有限元软件ANSYS对电机的电磁场、电磁力等进行仿真,同时进行了数据对比,仿真结果和理论分析取得较好的一致性。