直驱阀用音圈电机的模糊非线性PID控制

针对基于音圈电机的直驱阀系统中存在液动力负载扰动对系统的稳、动态性能有较大影响的问题,以及经典PID控制所存在的不足,在建立基于音圈电机的直驱阀系统数学模型的基础上,提出一种位置环/电流环的双闭环控制结构.位置环采用非线性PID(Nonlinear PID,NLPID)控制,给出了位置环模糊NLPID控制器的具体设计方...     

音圈电机伺服系统模糊PID控制

以音圈电机工作原理分析为基础,给出其动态数学模型.采用模糊推理方法对PID参数进行修正,设计了一种参数自整定模糊PID控制器,并应用于音圈电机驱动摆扫反射镜系统.通过对伺服系统进行仿真分析,验证了所设计的模糊PID控制器是可行的,且显示出其较好的自适应性和鲁棒性.     

直线音圈电机的神经网络PID控制

音圈电机具有动态响应快、精度高等一系列优点,近年来,音圈电机被广泛应用在高性能的直接驱动式伺服阀领域里.分析了音圈电机的数学模型并设计了基于音圈电机的直驱阀阀芯位置控制系统.针对直驱阀存在负载扰动的影响,提出了一种基于BP神经网络PID的位置控制策略,它既有神经网络控制良好的动态特性又保持了PID控制的高速稳定性,并且能在线调整.仿真结果表明,所提出的基于BP神经网络PID的位置控制策略能够实现系统的良好控制性能,具有很好的鲁棒性.     

音圈电机结构优化及应用综述

音圈电机是一种不需要任何机械传动环节,就可以将电能转化为直线运动机械能的直线电机.由于具有结构简单、体积小、响应速度快、定位精度高、易于控制等优点,音圈电机广泛应用于国民经济的诸多领域.该文首先简述音圈电机的理论基础,阐述音圈电机的工作原理、结构分类以及各结构的特点;然后,结合国内外学者对音圈电机的结构优化,对音圈电机...     

基于扩张状态观测器的直驱阀用音圈电机控制系统

基于音圈电机的直驱阀系统(voice coil motor-direct drive valve,VCM-DDV)中液动力负载扰动对系统的性能影响很大.针对此问题,在建立基于VCM-DDV系统数学模型的基础上,提出了一种位置环/电流环的双闭环控制结构,位置环采用非线性PID控制,通过扩张状态观测器得到位置反馈信号的估计及其微分,以及液动力负载等扰动的实时估计值,并对扰动进行前馈补偿.仿真及实验结果表明,该控制策略可以有效克服液动力负载对系统性能的影响,系统对位置指令响应快速且无超调,可以满足VCM-DDV系统的性能要求.该算法采用离散形式,结构简单、计算量小,便于数字控制器实时实现.     

基于NLESO的音圈电机互补滑模位置控制

音圈电机(VCM)对控制系统的精度及鲁棒性拥有较高的要求.针对其工作中存在因电机参数和机械摩擦力变化而造成非线性电磁特性的问题,对音圈电机进行原理分析并建立对应数学模型,将系统数学模型中不可测及未知干扰部分定义为总和干扰,利用非线性扩张状态观测器(NLESO)估计系统位置及总和扰动,将估计的总和扰动部分前馈补偿到控制回...     

采用DSP和FPGA直驱阀用音圈电机驱动控制系统

针对直驱阀用音圈电机控制系统的性能要求,以及现有电机驱动控制器存在的不足,提出一种基于浮点数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的驱动控制器结构方案.根据系统驱动控制所需功能以及DSP和FPGA各自的特点,进行了功能划分.其中:DSP作为主处理器,主要负责完成上电自检、系统初始化、通讯、以及位置环计...     

音圈电机伺服系统PWM功率驱动器

为了提高音圈电机伺服系统的控制性能,设计了基于集成功率器件和现场可编程门阵列的PWM功率驱动器。采用LMD18200作为电机驱动器,设计了开关型功率驱动电路。以FPGA为控制核心,采用Verilog HDL硬件编程方法,实现了数字控制器的模块化设计。实验结果表明,在PWM功率驱动器的作用下,电流环快速跟踪电流变化,音圈电机伺服系统满足系统性能要求。     

直线音圈电机特性研究

针对一种特殊结构形式的新型直驱电机,即基于洛伦兹力原理制造的音圈电机,通过建立其动态方程,对电机动态特性进行了仿真研究。基于此,构建了直线音圈电机的速度控制数学模型,利用部分模型匹配设计法对控制器进行了设计,仿真结果显示,该控制器响应快、调节时间短、无超调,对改善系统动态特性作用明显。所得结论对于类似控制器的设计具有指导意义。     

光刻机光头调焦音圈电机的结构设计

以对光刻机刻蚀光头调焦时圈电机的设计的实际经验为例,阐述了音圈电机结构的设计原则,设计了两种结构的音圈电机,一种是采用氟塑料套筒,另一种采用滚珠导套。文中对这两种音圈电机的性能进行了分析。实验结果证明,最终选定的音圈电机结构具有良好而稳定的性能。     

MF型音圈电机滑模-自抗扰控制研究

针对系统外部不确定扰动及内部摩擦力等非线性特性对MF型音圈电机控制系统的影响,提出了基于滑模控制与自抗扰控制结合的复合控制。建立了基于改进LuGre动态摩擦力电机模型,设计了内环采用PI控制的双闭环控制,其中外环在系统远离滑模面时采用滑模控制实现快速响应,到达滑模面趋近平衡点时采用自抗扰控制消除抖振,提高系统稳定性和控制精度。通过与PID控制以及滑模控制对比的仿真和试验数据表明:提出的滑模-自抗扰控制显著提升了MF型音圈电机阶跃响应时间、相位滞后时间、控制精度,同时系统对负载变化以及噪声具有较强的抗扰性和鲁棒性。     

基于单片机的音圈电机力（矩）常数测试仪的设计

主要研究音圈电机力常数的测试，讨论其测试原理和方法，给出了基于８０３１单片机的测试系统的构成和设计。     

基于有限元分析的弧形音圈电机综合优化设计

针对音圈电机设计中的磁路数值计算较复杂而简易计算准确度较低、设计参数选择不当等问题,文章在讨论音圈电机的漏磁、发热与机械时间常数的关系的基础上,结合有限元分析方法提出了一种简易的、准确的电机设计方法.然后应用该方法,以机械时间常数为优化目标,对已有的一台弧形音圈电机样机进行优化设计.通过样机实验证明:该方法具有较好的设计精度,同时降低了成本,提高了电机性能,取得了较好的效果,最后对音圈电机的其他改进方法进行了讨论.     

具有磁屏蔽环的音圈电机

施力状态工作之音圈电机,为求得其精度的提高,力求减少漏磁通。本文就磁钢轴向二侧附加钢质磁屏蔽环之音圈电机进行磁场数值计算,结果表明选择合适的屏蔽环厚度,达到了削弱漏磁通的目的。     

基于音圈直线电机的非圆车削加工进给系统研究

以中凸变椭圆活塞为例,研究了非圆截面零件的车削加工成形原理,在分析了加工过程中对刀具进给的要求的基础上,设计了以音圈直线电机直接驱动刀具的伺服进给系统,并实现了高速往复运动控制,最后在搭建的试验平台上模拟加工椭圆横截面,试验结果验证这套进给系统方案是可行的.     

用于磁盘预光刻伺服图形音圈电机的设

为了实现磁盘高道密度记录技术，本文对磁盘伺服图形预刻装置驱动系统—音圈电机进行了优化设计，这样不但满足了预光刻磁盘的道密度达到６３５０ＴＰＩ要求，同时也提高了磁盘刻写速度，有利于进一步提高磁盘记录密度     

音圈电机研究及应用综述

音圈电机是特种直线电机,是一种将电能直接转化为直线或者圆弧运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置,其工作原理与扬声器的音圈类似。音圈电机具有体积小、重量轻、高加速度、高速度、快速响应、推力均匀等优良性能。介绍了音圈电机的设计与选用的理论基础,并阐述了音圈电机的技术工作原理、结构形式、设计方案、控制方法和热平衡分析。给出了音圈电机的设计计算方法,并对音圈电机的应用场合进行了详细介绍。     

基于Ansoft的音圈电机设计与研制

提出并设计了以音圈电机作为直接驱动的应用于半导体封装设备LED全自动固晶机摆臂系统Z轴的实现方案,以达到高速、高精度响应及节约成本。通过对固晶机摆臂系统Z轴动力学建模求得电机所需推力,以电磁场计算为基础,基于Ansoft建立音圈电机有限元模型,计算出磁感应强度的矢量分布,根据计算结果设计样机,并选择PI作为速度环控制器,PID作为位置环控制器的双环控制架构对样机进行实验研究。仿真和实验结果证明了设计方案的有效性。     

基于LabVIEW FPGA的音圈电机神经网络控制方法

音圈电机是一种常用的高动态性能驱动器。为了优化、简化不同音圈电机的控制算法调试过程,提出了一种基于LabVIEW FPGA的改进RBF神经网络控制算法。该网络采用3-输入的3层网络结构,通过梯度下降法对隐含层权值系数更新,实现对音圈电机的电流环控制。仿真结果表明,随着隐含层节点数增加,RBF神经网络控制算法性能将优于单神经元自适应控制算法。当隐含层节点数为6时,系统电流上升时间为14μs,相对于单神经元自适应控制缩短了26.3%。将该算法用于激光精密指向系统,实验结果表明,隐含层4节点时,电流上升时间为25μs。实验结果与仿真结果较吻合,验证了RBF神经网络算法的有效性。