基于cSPACE的直线电机实时仿真控制系统研究实现

通过Matlab/Simulink设计好多种先进PID控制算法,将输入、输出接口替换为微纳科技公司自主开发的cSPACE模块,用实际直线电机系统代之以其实时模型,并与实际DSP控制器构成闭环系统,从而实现直线电机系统的实时仿真控制.串口通讯模块可以实现直线电机的启动和停止.cSPACE提供的MATLAB接口模块,通过图形方式实时观察直线电机运行的轨迹、在线修改控制器参数,实现实时有效的控制.cSPACE可自动生成并保存MATLAB数据文件,利用MATLAB直接对数据进行分析处理,便于复杂控制系统的开发.     

直线电机驱动二维精密定位平台的设计研究

对直线电机驱动的两维大范围、高速、精密二维定位平台进行了总体设计,然后对导轨、直线电机和测量反馈系统进行了选型与计算,最后分析了二维定位平台的定位精度.样机测试结果表明,该平台在XY两个方向的定位精度基本满足设计要求,为系统标定与误差补偿提供了参考.     

轻载荷高精密永磁同步直线电机控制性能研究

分析了轻载荷高精密永磁同步直线电机中的电磁场分布,利用Matlab建立了永磁同步直线电机的模型,采用高能永磁体的正弦电流控制方法实现交轴电流的矢量控制并且构建了永磁同步直线电机位置控制的仿真系统,与实验结果进行了比较。     

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。     

直线电机气浮精密平台的设计与控制

高精度综合测量仪在工作中要求达到亚微米级的运动精度,为此建立了X Z直线电机气浮精密运动平台,对气浮导轨设计、直线电机控制等关键技术进行了研究.采用有限元设计法设计了气浮导轨,实验结果表明,采用该方法设计的气浮导轨具有较高的承载能力和刚度.提出一种改进的PID控制策略,从而改善直线电机运动平台的抗干扰能力,并使其获得较高的稳态位置精度.实验结果显示,在采用这种控制方法后,直线电机气浮精密平台的定位精度可达到0.5μm.     

永磁同步直线电机模糊PID控制及仿真

针对永磁同步直线电机用传统的PID控制方法在变负载工况下难以达到满意效果的问题,建立永磁同步直线电机数学模型,设计模糊PID控制器来控制变负载工况下直线电机的速度;利用MATLAB对控制系统在负载变化的情况进行仿真。仿真结果表明模糊PID控制效果明显优于传统的PID控制。     

永磁同步直线电机模糊 PID 控制及仿真

针对永磁同步直线电机用传统的P ID控制方法在变负载工况下难以达到满意效果的问题,建立永磁同步直线电机数学模型,设计模糊PID控制器来控制变负载工况下直线电机的速度;利用MATLAB对控制系统在负载变化的情况进行仿真。仿真结果表明模糊PID控制效果明显优于传统的PID控制。     

基于能量整型方法的永磁同步直线电机位置控制

针对永磁同步直线电机(PMLSM)的位置控制问题,从能量整型控制的角度进行了研究。基于哈密顿反馈耗散控制方法,结合系统的物理能量特性,在dq旋转坐标系下建立了包含电能和动能的永磁同步直线电机闭环系统哈密顿函数,通过反馈耗散方法对永磁同步直线电机进行速度控制器设计,保证了系统在稳态运行点达到输入/输出能量的动态平衡。为了提高系统响应性能,提出了阻尼参数PID自整定方法实现阻尼参数的自调节,并通过设计位置控制外环构成了包含位置、速度的双环控制系统,实现了PMLSM位置控制。实验结果表明,所设计的控制器具有良好的稳定性、快速的位置跟踪性和抗干扰能力。     

用于精密定位平台的直线超声电机的异步并联

提出了直线超声电机异步并联的概念以提高精密定位平台驱动单元的位移分辨率、输出力及速度.基本原理是若干定子(或振子)在一个振动周期内交替驱动动子(或转子),使实际的驱动频率成倍提高,可以获得更好的输出性能.分析显示,提高定子与动子之间的接触频率可以提高输出力和速度,改善瞬态响应特性,并可避免同步并联方式下定子的相互干扰问...     

直线电机进给系统轮廓误差预测控制方法及仿真研究

为提高永磁同步直线电机驱动的进给系统轮廓轨迹跟踪精度和系统的动态性能,提出了一种显式模型预测交叉耦合控制方法（Explicit model predictive cross-coupled control, EMPCCC）。该方法结合显式预测控制原理与交叉耦合控制思想,对单轴电流和速度信号进行多步预测,将轮廓误差作为反馈量来修正预测控制的给定轨迹,达到轮廓误差预测控制的目的。基于MATLAB/Simulink搭建仿真模型,结果表明,所提EMPCCC方法能快速实现不同转速波形的无超调跟踪控制,且可以实时估计并补偿轮廓误差,提升不同轨迹的轮廓精度。     

某型叉车自动变速器控制系统的快速原型和硬件在环试验研究

依据叉车工作泵的压力大小分为空载、满载、半载3种工况,计算叉车输入特性、输出特性和牵引特性,据此建立了以油门开度、车速和油泵压力为控制参数的三参数换挡规律;设计了基于dSPACE的实车快速控制原型试验,验证了换挡控制策略和执行机构策略;设计了自动变速器控制器(TCU)样机和硬件在环仿真试验台,进行了基于dSPACE的硬件在环试验,验证了控制策略在TCU样机中的控制效果。试验结果表明:基于dSPACE开发的TCU满足性能要求,并能提高开发效率,可为叉车自动变速器控制器的开发提供参考。     

Design of a transverse-flux permanent-magnet linear generator and controller for use with a free-piston stirling engine

Transverse-flux with high efficiency has been applied in Stirling engine and permanent magnet synchronous linear generator system, however it is restricted for large application because of low and complex process. A novel type of cylindrical, non-overlapping, transverse-flux, and permanent-magnet linear motor(TFPLM) is investigated, furthermore, a high power factor and less process complexity structure research is developed. The impact of magnetic leakage factor on power factor is discussed, by using the Finite Element Analysis(FEA) model of stirling engine and TFPLM, an optimization method for electro-magnetic design of TFPLM is proposed based on magnetic leakage factor. The relation between power factor and structure parameter is investigated, and a structure parameter optimization method is proposed taking power factor maximum as a goal. At last, the test bench is founded, starting experimental and generating experimental are performed, and a good agreement of simulation and experimental is achieved. The power factor is improved and the process complexity is decreased. This research provides the instruction to design high-power factor permanent-magnet linear generator.     

Full-order Luenberger observer based on fuzzy-logic control for sensorless field-oriented control of a single-sided linear induction motor

This paper investigates sensorless indirect field oriented control (IFOC) of SLIM with full-order Luenberger observer. The dynamic equations of SLIM are first elaborated to draw full-order Luenberger observer with some simplifying assumption. The observer gain matrix is derived from conventional procedure so that observer poles are proportional to SLIM poles to ensure the stability of system for wide range of linear speed. The operation of observer is significantly impressed by adaptive scheme. A fuzzy logic control (FLC) is proposed as adaptive scheme to estimate linear speed using speed tuning signal. The parameters of FLC are tuned using an off-line method through chaotic optimization algorithm (COA). The performance of the proposed observer is verified by both numerical simulation and real-time hardware-in-the-loop (HIL) implementation. Moreover, a detailed comparative study among proposed and other speed observers is obtained under different operation conditions.     

无人机自主着陆纵向控制律设计

针对无人机的自主高精度定点着陆,应用自适应内模控制(AIMC)原理设计了自主着陆纵向飞行控制律。以轮式无人机为平台,将纵向非线性模型解耦并线性化。然后,以地速和下沉率为控制目标,应用AIMC理论设计了纵向飞行控制律。通过对AIMC滤波参数进行自调整改善了系统的动态特性,基于对模型的辨识增强了系统的鲁棒性。在顺逆风6m/s的条件下对AIMC系统进行了数字仿真,结果显示其落点精度达到前后向30 m范围内。与传统内模控制(IMC)系统相比,提出的自适应内模控制(AIMC)系统在动态性能和落点精度等方面均有明显提高。最后,搭建了半物理测试平台,通过半物理仿真测试复现了系统数字仿真结果,验证了系统功能的完整性和协调性。