直线电机伺服驱动特性研究

本文将直线电机用于中凸变椭圆活塞数控车削的X轴进给,设计了永磁直线电机伺服系统结构,建立了永磁直线电机的数学模型,采用PMAC的PID 速度/加速度前馈控制算法作为直线电机位置控制算法,将一弹簧阻尼施力装置加载于直线电机进给平台,用来模拟直线电机在加工中凸变椭圆活塞时所受切削力,试验结果验证了系统控制算法的合理性和可行性.     

中凸变椭圆活塞数控车削系统的研究

本文介绍了一种用于活塞类零件车削加工的数控系统。该系统用直线电机，在计算机的控制下，刀具进给伺服机构响应速度快，定位精度高，能高速、高精度地加工工件。     

直线电机伺服系统的设计与应用研究

简单介绍了直线电机的分类和优点，设计了一种直线电机伺服系统的结构，说明了驱动器的使用方法及其基本工作原理，对应不同的控制参数采集速度控制和位置控制的伺服曲线，建立了直线电机伺服系统的控制模型，比较了模型运算结果和实际测试采样结果，分析了控制算法及参数对伺服系统性能的影响，描述了最终伺服系统所达到的性能指标。     

新型直线步进电机驱动的活塞压缩机理论设计

介绍了用直线步进电机直接驱动的往复活塞压缩机的基本结构、工作原理和控制方法。直线步进电机驱动的活塞压缩机不仅减少了传统的由旋转电机驱动的往复压缩机机械损耗大的缺点，而且克服了以往直线电动活塞压缩机和电磁振动活塞压缩机活塞行程控制复杂的难点。     

中凸变椭圆活塞数控车削加工系统

本文介绍了一种用于活塞类零件车削加工的数控系统。该系统用直线电机作刀具进给驱动伺服元件,在计算机的控制作用下,刀具进给伺服机构具有较快的响应速度和较高的定位控制精度,能用于活塞类零件的高速、高精度切削加工。当工件形状、尺寸改变时,仅需要调整车削加工数控程序即可。     

基于干扰观测器的直线电机伺服系统PID轨迹跟踪控制

与传统的旋转电机相比,永磁同步直线电机伺服系统由于减少了滚珠丝杠、齿轮等一系列的中间传输环节,结构更加紧凑简单,精度可以进一步提高;但是与此同时,直线电机伺服系统更容易受到干扰,因此提高直线电机伺服系统的抗干扰性能有重要的意义。该文在参数辨识得到的系统模型基础上,采用PID与干扰观测器相结合的策略,以实时系统dSPACE作为控制器进行了实验。结果表明,与传统PID加PI串级控制相比,轨迹跟踪精度大幅提高,速度扰动得到很好的抑制。     

多种干扰对同步直线电机伺服系统运动性能的影响

受原有滚珠丝杠高速进给系统的限制,基于普通旋转电机基础上研制的直线电机实现了高速高精运动的控制,但是在该系统中还未配置相应的缓冲操作,导致同步直线电机伺服系统很容易受到多种干扰的影响。如果直线电机伺服系统运行过程中的任一运动部件受到影响就会出现问题,难以控制高速高精运动。因此研究多种干扰对同步直线电机伺服系统运动性能的影响,具有非常重要的意义。     

一种高响应数模混合式直线伺服系统

为了满足短行程高速往复直线运动中高精度、快响应的要求，提出了一种基于DSP和直线电机的高口向应数模混合式直线伺服系统。分析了直流直线电机的数学模型和控制系统，给出了位置闭环复合控制器的设计，实验结果表明伺服系统的性能达到了设计要求。     

数控机床直线伺服系统非线性自适应鲁棒控制的研究

对数控机床永磁直线伺服系统提出非线性自适应鲁棒控制的设计方法.在永磁直线伺服系统非线性数学模型的基础上,为实现对速度和电流的准确跟踪,建立了误差系统的动态模型.将跟踪和干扰抑制归结为非线性自适应鲁棒控制器设计问题,通过构造存储函数得到包含电阻辨识算法的自适应鲁棒控制器的定理,证明定理给出的控制器能满足干扰抑制和系统的渐进稳定.仿真结果表明,用该方法设计的系统能很好地抑制扰动和跟踪给定,满足对数控机床永磁直线伺服系统控制的要求.     

新型非圆活塞加工中心伺服刀架控制系统的研制

研究了实现非圆活塞高精密加工的关键技术,主要是新型非圆活塞加工中心刀架伺服系统采用了多元RE-GMSM作为系统的核心部件.与直线电机驱动系统相比,驱动力大,响应速度快,系统不受环境影响,整个加工系统精度极高.加工中心将多道加工工序集中于一体,提高了活塞加工的精度和效率,是目前解决活塞加工精度及效率问题的创新与突破.     

高速高效加工中心的新型结构

对高速高效加工中心进行了研究,提出工件固定、以直线电机组成并联链直接驱动刀具作多自由度运动,并实现高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的新型结构。开发全闭环交流永磁同步直线电机进给系统,设计高可靠性换刀系统和敏捷化托盘交换系统。     

直线驱动磁悬浮进给机构的研究

分析了传统机械进给机构的特点,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的精密进给平台机构,此机构采用直线同步电机对悬浮的平台机构提供驱动力。这种驱动方式避免了传统驱动方式造成的摩擦、弹性变形、滞后和非线性误差,实现了平台进给机构在水平和垂直两方向的无接触支撑和导向。针对磁悬浮平台进给机构设计了直线同步电机的结构,并对直线电机产生的磁力进行分析计算。直线驱动技术在磁悬浮平台进给机构中的应用使进给系统具有响应快速、刚度高以及定位精确的特点,能够满足微电子设备高精度、高效率和超洁净加工的需要。     

直线电机直接驱动技术在精密加工中的应用

直线电机直接驱动系统具有结构简单、动态响应快、速度和加速度大、精度高、振动和噪声小等一系列优点,是各类高速精密机床的理想传动方式。介绍了直线电机的工作原理与结构类型及其在高速精密加工中的应用状况、存在的问题和解决方案。     

基于压电叠层振动的一种直线电机的设计

设计了一种利用压电叠层的微幅振动的新型压电直线电机。分析了非共振状态下电机的工作机理,设计了电机的定子结构和总体结构。利用有限元软件对驱动足进行仿真分析,得到了柔性结构的最佳尺寸。制作了样机并进行测试,试验表明电机的运行速度随激励频率和激励电压的增加而增加,且在一定阈值内近似成线性关系。当驱动电压峰峰值为100 V、频率为1.6 kHz时,电机的空载速度可达2.8 mm/s,最大推力可达3.5 N。该电机工作频带宽、驱动电压低,对电机的结构精度和加工精度要求不高。     

滑块型直线驱动并（混）联机构新型驱动装置及其变胞性研究

提出将钢丝伺服驱动作为并（混）联机构的驱动方式,该驱动方式是一种新型的具有较高精度的直线驱动方式,其原理为：通过伺服电机驱动使钢丝绳规则有序地缠绕在卷筒上并拖动滑块平台实现较长距离的往复直线运动。设计了一种单轴钢丝绳伺服精密直线驱动装置,介绍了其结构组成和工作原理,建立了其运动学计算模型;同时还研究了滑块型直线驱动并（...     

磁悬浮进给机构设计

设计了一种集磁悬浮技术和线性驱动技术为一体的精密磁悬浮进给机构。这种机构采用直线同步电动机对悬浮平台进给机构提供驱动力。实现了进给机构在水平和垂直两方向的无接触支撑和导向，具有响应快速、刚度高以及定位精确的特点，能够满足微电子设备高精度、高效率和超洁净加工的需要。文章还对磁悬浮力和直线电动机推力进行了分析计算。     

Chucking compliance compensation with a linear motor-driven tool system

This paper describes a system that compensates for machining errors resulting from chucking with separated jaws. In machining a chucked cylindrical workpiece, degradation in machining accuracy, such as out-of-roundness, is inevitable due to variation in the radial compliance of the chuck workpiece system caused by the position of jaws with respect to the direction of the applied force. To compensate for the machining error induced by chucking compliance, the roundness profile of the workpiece due to chucking compliance after machining should be predicted first. Then, using this prediction profile, a compensating tool feed trajectory can be generated. By synchronizing the cutting tool drive system with the rotation of the workpiece, machining errors induced by chucking compliance can be reduced. To satisfy the condition that the cutting tool feed system must provide both high speed and high position accuracy, a brushless linear DC motor is used. In this study, first, the variation in the radial compliance of the chuck workpiece system is obtained through a force-deflection experiment with a workpiece-chucked lathe. Next, using mathematical equations and the results of the cutting experiment, a workpiece profile prediction and its compensating tool trajectory are generated. Then, the configuration of the compensation system based on a linear motor is described, and a proportional integral derivative (PID) controller is designed to improve the system performance. Finally, the tracking performance of the system is confirmed by experiment. A real cutting experiment shows significant improvement in roundness.     

二自由度超声波电机惯性驱动研究

设计了采用单相电源驱动旋转和直线两种运动的新型单定子二自由度超声波电机,提出了一种近谐振点平稳惯性冲击的电机驱动方法。基于电机构造机理和驱动原理,建立了电机惯性驱动模型,定量分析了方波信号参数对电机性能的影响。算例分析表明,电机在近谐振点采用非对称方波激励,定子端面可输出符合惯性驱动要求的锯齿波。给出了最佳的方波驱动频率与占空比。该驱动方法简洁高效,完全消除了相位差对多自由度电机性能的影响。     

凸轮数控车削系统关键技术的研究

研究了基于数控车削加工凸轮的方法,并对数控车削凸轮的关键技术进行研究,提出了有效的方法,为凸轮的高效率加工提供了一个新的途径。一般在凸轮数控车削加工过程中,切削角与切削速度随加工凸轮轮廓位置不同会发生很大变化,为了实现切削角随凸轮轮廓位置实时变化,采用了高频响直线伺服电动机驱动刀具高频摆动的方法,实现刀具的位置实时控制。凸轮的轮廓是一个非圆截面,为了生成凸轮非圆截面,采用高频响直线伺服电动机驱动刀具往复高速运动,实现凸轮非圆截面的生成。车削凸轮时,切削速度一般需要保持恒定,这样有利于刀具的寿命延长,并保证凸轮表面的粗糙度,为了实现凸轮车削的恒定线速度,采用变主轴转速的车削方法,解决这个重要的切削工艺问题。     

汽车级IGBT驱动电路设计研究

为解决绝缘栅双极性晶体管（IGBT）在实际应用中的驱动电路问题,采用汽车级功率驱动芯片1ED020I12FTA对IGBT的保护、驱动电路进行了设计与研究,开发了用于电机驱动系统的IGBT驱动与检测电路.详细阐述了保护电路的保护机制及电路原理、门极驱动电路及门极电阻选择、EMS设计等内容,最后对设计的驱动电路进行了测试,给出了测试波形图.试验结果表明,该IGBT驱动电路输出稳定,能很好地开/断IGBT,具有良好的可靠性和稳定性,其在实际电驱动系统中能可靠输出所需功率.