基于SVM和遗传算法的新型直线电机结构参数优化

建立了一种新型圆筒直线电机的有限元模型,并验证了有限元模型的正确性。基于正交和随机方法安排了有限元仿真试验,获得了用于非线性电磁建模的样本空间。进一步采用支持向量机回归建模方法,建立了直线电机的非线性数学模型,而后采用遗传算法进行了直线电机结构参数多目标优化,得出最优结构参数组合。有限元仿真验证表明,基于支持向量机和遗传算法的优化方法用于研究该种新型直线电机电磁结构参数优化是可行的。     

碟形直线超声电机优化设计

为了有效和快速地实现直线型超声电机的设计,提出了一种基于响应面法的直线超声电机优化设计方法并应用于蝶形直线型超声电机.响应面法是一种试验设计与数理统计相结合的优化方法.首先,利用有限元法建立定子的参数化模型并选定设计变量;其次,利用试验设计方法在变量空间里选取样本点,对各个样本点所对应的结构利用APDL建立有限元模型并进行模态分析和谐响应分析,得到对应各样本点的响应值,利用这些样本点和响应值建立定子响应面近似模型;最后,利用单纯形法找到最佳的设计方案.优化结果显示,蝶形直线超声电机的多方面设计要求都得以实现.     

基于支持向量化与混沌搜索的新型直线电机参数优化

以一种新型圆筒直线电机为研究对象,推导出了适合其结构特征的电磁方程;采用变分方法,建立了电机轴对称涡流场的有限元模型;通过仿真计算,得出了电机的启动推力和电流;样机试制和输出性能测试表明了有限元模型的正确性.基于正交和随机混合试验设计方法安排有限元仿真试验,获得了用于非线性电磁建模的样本空间;通过支持向量机对结构参数与计算结果的输入输出关系进行非参数回归建模,然后用混沌搜索方法对回归函数进行优化,得出最优目标结构参数.有限元仿真验证表明,基于支持向量机和混沌搜索的优化方法用于研究新型直线电机电磁结构参数是可行的.     

直驱型高速机床分体式工作台设计与分析

根据直线电机驱动的高速立式加工中心的高速高精要求,总结现有直驱型立式加工中心的直线电机安装方法及工作台结构的不足,提出一种直线电机驱动的机床分体式工作台设计原理及方法。根据机床实际工作要求,对工作台组件进行极限切削载荷和加减速分析,建立分体式工作台结构的力学模型。利用SolidWorks Simulation有限元软件对分体式工作台进行静动态仿真分析,分析结果表明了分体式工作台设计的合理性。为直线电机驱动的机床工作台设计提供了一种新的思路和方法。     

开关磁阻直线电机的一种研究方法

基于传统电机的直线电机研究,针对直线电机应用,提出一种开关磁阻直线电机的研究,基于参数转化进行了参数设计并对其进行有限元参数分析。针对电机的力-磁特＊性,力-速特性,定转子的磁场有限元分析。直线电机的控制传感部分采用两组霍尔元件并行,对转子位置进行最优反馈控制。在具体参数设计的基础上,在Solidworks环境中进行了的三维模拟及其基础上的FEMM有限元仿真。     

基于ansoft的动磁式直线振荡电机的研究

针对一种新型的直线压缩机用动磁式直线振荡电机展开研究,旨在设计研发出一种高频大功率的直线电机。详细介绍了2种动磁式直线振荡电机的结构,确定了动磁式直线振荡电机的结构方案。利用有限元软件计算出该直线振荡电机的重要性能参数。完成动磁式直线振荡电机样机加工,用样机建立试验系统,测试其比推力系数,并分析了影响其比推力的因素。     

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。     

纵弯复合型直线超声电机振动模态有限元分析

介绍了纵弯复合型直线超声电机的结构和工作原理，运用Ansys7．0有限元分析软件建立了该直线超声电机的有限元计算模型，对于纵向、弯曲振动模态的简并进行了分析，归纳了电机结构参数对驱动振子谐振频率的影响以及实现纵向和弯曲两种振动模态简并的一般规律。有限元计算结果与原型样机实验测试结果的比较表明，在自由边界条件下，有限元分析结果与实测结果完全一致。研究结果为利用有限元方法进行纵弯复合型直线超声电机设计提供了依据。     

新型行波直线超声电机的结构与有限元分析

提出了一种新型行波直线超声电机结构,该电机利用2个固有频率接近的面内弯曲模态叠加形成沿周向传播的行波,从而驱动动子做直线运动。首先,基于有限元法建立了考虑定、动子三维接触的整机动力学模型,对定子结构尺寸进行设计;其次,通过该模型分析了定、动子之间的接触力传递过程、电机的驱动机理、电机稳定运行时驱动足的椭圆运行轨迹、电机的启停特性以及不同输入参数下电机的输出性能等动力学特性;最后,试制原理样机,搭建实验平台对电机性能进行测试。研究结果表明：该电机工作原理可行,机械输出性能良好;所建立的有限元模型合理,使用该模型能预测电机的性能,并进一步指导电机的设计及优化。     

基于模型参考自适应控制的直线电机位置控制

针对直线电机的强非线性和时变特性,采用模型参考自适应控制(MRAC)方法对SISO直线电机闭环位置控制器进行了研究。利用偶极子对消建立了简化的永磁直线电机二阶数学模型,提出了基于局部参数最优化MIT(梯度)方案和全局稳定性理论的Lyapunov方案下的二阶直线电机位置模型参考自适应控制器,并对自适应控制器下的直线电机闭环系统稳定性进行了分析研究。在相同的前馈加反馈的控制器下,对这两种方案下的实验结果进行了对比分析。研究结果表明,基于Lyapunov第二方法设计的二阶控制器比MIT方法下的二阶控制器更能实现对三阶点到点轨迹输入信号的快速响应和跟踪,证实了直线电机位置自适应控制的有效性。     

无轴承异步电机的非线性动态解耦控制

针对无轴承异步电机多变量、非线性、强耦合的特点,提出一种基于支持向量机α阶逆系统理论的非线性动态解耦控制策略。将通过支持向量机回归方法辨识出的无轴承异步电机逆系统串接在原系统之前,构成伪线性复合系统,实现整个系统的线性化。最后根据线性系统理论进行了系统综合。仿真和实验研究表明,支持向量机α阶逆系统方法能够实现无轴承异步电机悬浮力和旋转力之间的动态解耦,控制系统具有良好的动静态性能。     

圆筒型直线步进电动机在机床中的应用与推力计算

在分析平板型直线电动机在机床进给系统中的配置结构与存在问题的基础上,结合圆筒型直线电动机的特点,提出了将圆筒型直线步进电动机用于机床进给系统中的新方案.并开展了对圆筒型直线步进电动机的推力计算方法的研究,建立了圆筒型直线步进电动机电磁计算的有限元模型,得出了电动机力移曲线,模型试验证明了理论计算方法的可靠性.估算了电动机的平均推力,为进一步研究该电动机性能及在机床中的应用提供了有效的方法.     

反作用飞轮驱动电机的电磁设计

为解决反作用飞轮用永磁无刷直流电机的电磁设计问题,提出了一种采用有限元法与磁路法相结合方式进行电机电磁设计的目标设计法。根据飞轮电机有效电磁气隙宽、径长比大的结构特点,推导了电枢尺寸与机械特性、有效电磁气隙、径长比等参数间的关系表达式,得到新的电枢尺寸计算公式;利用磁场逆问题求解策略结合等效气隙磁通密度方法,给出磁钢尺寸的计算模型;最后描述了整个电磁设计过程。与一台最高转速为6000r/min、角动量为5Nms的反作用飞轮驱动电机的对比验证表明,该方法最大设计误差为2.89%,精度较高。该方法不受传统方法取值思想的限制,目标明确,速度快,适用于大的有效电磁气隙,大径长比结构的飞轮电机的电磁设计。     

DYNAMIC CHARACTERISTIC ANALYSIS OF PRECISE LONG STROKE LINEAR MOTOR WITH AIR-BEARING IN OPTICAL LITHOGRAPHY

Dynamic characteristic is presented by identifying the model and the dynamic parameters of a precise long stroke linear motor （PLSLM） with the air-bearing in optical lithography. The PLSLM is supported by air-bearing on the stator, and is driven by on-board two large linear motors in a cross-configuration. Firstly, a model of the PLSLM is established by finite element method （FEM）. Secondly, based on the model, the natural frequencies and model shapes are discusse＆ And the contribution of each active mode is evaluated by computing the modal participation factors （MPF）, which indicates the major vibration direction. Furthermore, by the experimental modal analysis, the experimental results are in agreement with simulation results, which it is sure that the FEM is reasonable. What＇s more, comparing with the effects on the frequency due to the air-bearing stiffness, the relations of the natural frequencies with the air-bearing stiffness are found. It is found that the frequency response curve is fluctuant with the air-bearing stiffness in each direction. Finally, it is conclusion that the natural frequency of the PLSLM is largely affected by the air-bearing stiffness variety. This research is contributed to the dynamic characteristics resulted from the air-beating stiffness. Further work will include better optimization on the dynamic parameter in the controller design through the control algorithm for the precise long stroke motor.     

无轴承永磁同步电机的神经网络逆控制

无轴承永磁同步电机是一个强耦合的非线性复杂系统,实现无轴承永磁同步电机的线性化解耦控制,是无轴承永磁同步电机稳定运行和走向实用化的关键。将神经网络具有的特点（对非线性系统的逼近能力以及对系统参数变化的适应能力）与逆系统方法的特点（解耦线性化）相结合,提出了基于神经网络的无轴承永磁同步电机逆系统解耦控制方法。通过用静态神经网络加积分器来构造无轴承永磁同步电机的逆系统,将无轴承永磁同步电机动态解耦成位移子系统和转速子系统分别设计调节器进行控制,然后运用线性系统理论进行综合。仿真及实验结果表明,系统具有良好的鲁棒性和动静态解耦性能。

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FORCE RIPPLE SUPPRESSION TECHNOLOGY FOR LINEAR MOTORS BASED ON BACK PROPAGATION NEURAL NETWORK

Various force disturbances influence the thrust force of linear motors when a linear motor （LM） is running. Among all of force disturbances, the force ripple is the dominant while a linear motor runs in low speed. In order to suppress the force ripple, back propagation（BP） neural network is proposed to learn the function of the force ripple of linear motors, and the acquisition method of training samples is proposed based on a disturbance observer. An off-line BP neural network is used mainly because of its high running efficiency and the real-time requirement of the servo control system of a linear motor. By using the function, the force ripple is on-line compensated according to the position of the LM. The experimental results show that the force ripple is effectively suppressed by the compensation of the BP neural network.     

基于支持向量机的智能差压变送器非线性校正研究

传感器或仪表的非线性特性是影响其测量精度的重要指标之一。文章采用支持向量机（SVM）的方法进行智能差压变送器非线性校正,选取RBF核函数,由于它数值限制条件少、模型相对简单,因此利用它可以隐式地将训练数据映射到高维空间,实现非线性变换中的线性分类,得到用于函数拟合模型的SVM。实验数据仿真表明,算法取得了较好的效果,非线性度达到±0.03%F.S,为差压变送器的非线性校正提供了一种新的方法。     

Synchronization controller design of two coupling permanent magnet synchronous motors system with nonlinear constraints

In this paper, two coupling permanent magnet synchronous motors system with nonlinear constraints is studied. First of all, the mathematical model of the system is established according to the engineering practices, in which the dynamic model of motor and the nonlinear coupling effect between two motors are considered. In order to keep the two motors synchronization, a synchronization controller based on load observer is designed via cross-coupling idea and interval matrix. Moreover, speed, position and current signals of two motor all are taken as self-feedback signal as well as cross-feedback signal in the proposed controller, which is conducive to improving the dynamical performance and the synchronization performance of the system. The proposed control strategy is verified by simulation via Matlab/Simulink program. The simulation results show that the proposed control method has a better control performance, especially synchronization performance, than that of the conventional PI controller.