基于模糊随机PWM技术的永磁直线电机性能分析

针对恒定开关频率的变频器产生的窄带高频谐波问题,提出了一种基于模糊随机脉冲位置调制(FRPPM)的方法来降低输出电压频谱中的集中谐波簇,FRPPM方法是在较宽的频率范围内扩展原始的窄带谐波使电压频谱均匀地分散在频带上,从而降低了电机气隙磁场产生的电机震动噪声。通过MATLAB/SIMULINK对永磁直线电机控制系统进行建模仿真,并与传统切换模式进行对比分析。结果表明:变频器输出电压的集中高频谐波在开关频率处将有效降低,且使电压频谱分布更加均匀,进而改善了电机气隙磁场的波形。     

基于DSP交流永磁同步直线电机矢量控制系统

在比较旋转电机和直线电机两者区别的基础上,分析了交流永磁同步直线电机结构特性。并就直线电机的特殊性给出了交流永磁同步直线电机调速的矢量变换控制方法,做出了基于DSP的控制系统的硬件和软件设计。     

微型直线旋转音圈电机的设计与分析

针对光电子封装设备对高精度、小体积、多维运动电机的需求,设计了一种微型单定子直线旋转两自由度音圈电机.介绍了电机的结构特点和运行原理,以输出推力和转矩特性为优化目标,利用有限元仿真对其结构参数进行了优化.根据优化的结构参数制造样机进行实验,实验结果表明:电机输出推力、扭矩幅值大,推力波动、扭矩波动在0.5％以下,验证了电机设计和优化仿真的有效性.     

基于遗传粒子群的永磁低速直线电机优化研究

本文以改善电机效率和降低永磁低速直线电机制造成本为优化设计目标,把单台电机造价和电机电磁推力的比值作为目标函数,由于目标函数的优化变量多,参数间相互约束,目标函数复杂等特点,因此本文采用遗传粒子群算法对永磁低速直线电机进行优化设计,通过对两种设计仿真结果对比证明了该算法在提高电机电磁性能,降低制造成本方面有明显的优越性。     

基于抗饱和PI控制器和占空比调制的直线游标永磁电机直接推力控制

针对直线游标永磁电机控制系统存在的非线性饱和及推力脉动大等问题,提出一种基于抗饱和PI控制器及占空比调制的改进式直接推力控制方法.该控制器采用变结构的积分环节,能快速退出饱和区.在分析电压矢量对电磁推力的影响基础上,采用开关频率固定的占空比调制方式.仿真与实验结果表明,所提出的改进式直接推力控制方法能有效减小系统的超调量和推力脉动,提高系统的稳定性和鲁棒性.     

永磁直线电机扰动力的在线辨识与补偿

研究双永磁直线电机(PMLM)同步控制系统,根据系统的阶跃响应分析电机扰动力动态特征,建立系统模型,设计对系统参数进行在线辨识的算法,将系统辨识结果前馈补偿到电机输入端,以减小扰动力对系统同步性能的影响。仿真结果表明,运用该方案能减小两个电机之间的同步误差,进而提高系统的鲁棒性。     

基于永磁同步直线电机的新型滑模控制策略研究

针对永磁同步直线电机参数的非线性引起的波动力以及滑模控制中的抖振问题,设计了一种基于新型滑模控制策略的电流环控制器.该方法利用积分滑模面消除静差,并且采用新型"趋近律加滤波器"的方法解决了传统滑模控制的抖振与趋近速度相矛盾的问题.详细分析了波动力产生的原因,然后介绍了新型的滑模控制策略加滤波器,验证了控制器的稳定性.仿真结果验证了设计方法的有效性.     

永磁同步直线电机模型预测控制系统设计研究

为了提升永磁同步直线电机作业参数预测精度,改善电机模型控制效果,对电机模型预测控制器作业原理展开探究,提出预测控制系统设计研究。该系统利用预测模型获取电机作业参数数据,经过反馈校正,采取.滚动优化处理,生成电机作业控制命令。系统测试结果显示,本电机模型预测控制系统能够较为精准的识别电机作业速度,最大误差为003m/s,达到模型预测精度要求,并且电机作业控制达到了操控标准,可以作为电机作业控制辅助工具。     

基于滑模变结构的永磁同步直线电机控制系统研究

永磁同步直线电机具有非线性、耦合性、负载扰动、时变不确定性等特点,简单PID控制很难做到精确的控制.针对永磁同步直线电机PID控制动态响应慢、抗干扰能力差等不足,提出用滑模控制器代替PID控制器的控制策略.实验仿真结果表明,相对于PID控制器,滑模控制器系统在快速性及稳定性方面得到很大的提高.     

永磁直线电机基于ESO的速度辨识与控制

运用自抗扰控制技术,分别对永磁同步直线电机的直轴电流id和动子速度口设计了控制器．直轴电流的白抗扰控制器除完成对id控制外,还要借助于控制器中的扩张状态观测器(ESO),完成对动子速度的辨识．速度的辨识信号作为速度环自抗扰控制器的反馈信号,从而可设计出一种新型的无速度传感器永磁直线电机的控制系统．由于采用基于过程误差的非线性控制律,观测器受电机参数的影响极小,具有算法简单、辨识精度高等优点。     

基于迟滞函数的永磁同步直线电机滑模控制

研究永磁同步电机性能优化问题,由于直接驱动负载,永磁同步直线电机的伺服性能容易受摩擦阻力、波纹推力、负载力等各种扰动力的影响.滑模控制具有对扰动及参数变化不敏感、物理实现简单、响应速度快的特点,但一直存在的抖振问题引起系统的稳定性和精确性差.针对离散变结构控制系统存在的问胚,为了提高系统的控制性能,提出了一种新的滑模趋近律,采用迟滞函数代替指数趋近律中的符号函数.仿真方法简单,易于实现.仿真结果表明,控制策略可以提高系统对参数摄动和外在扰动的鲁棒性,有效抑制滑模控制的"抖振"问题,提高了系统控制质量,为设计提供了依据.     

基于PMAC控制器的直线电机性能研究

本文讲述了PMAC运动控制器及直线电机原理，着重介绍基于PMAC控制器的直线电机PID调节，并通过实验加以验证。     

直线电机轨迹跟踪系统快速终端滑模控制

为提高永磁同步直线电机伺服系统的控制精度和鲁棒性,满足高速度高精度运动控制系统的要求,提出了一种快速终端滑模控制方法并建立了电机系统数学模型.分析和证明该控制算法的稳定性和鲁棒性.与传统的滑模控制方法相比,该算法确保了系统状态在平衡点邻域内具有更快的收敛速度,并最终收敛至平衡点.通过选择控制算法中合适的参数值,系统可达...     

自抗扰控制在永磁直线电机控制中的应用

针对在工业中广泛应用的PID控制器的特点及存在的问题做了分析,并介绍了自抗扰控制技术的原理、结构、以及控制器的设计.对一个永磁直线电机在考虑将电机耦合视为内扰及外部摩擦干扰情况下的具体实例给出了采用自抗扰控制技术的仿真结果.同时对简化的电机模型也给出了采用PID调节的仿真结果.结合仿真结果可以看到自抗扰控制器的抗干扰性和鲁棒性都优于经典PID控制器.     

永磁直线同步电动机推力波动抑制策略

永磁直线同步电动机自身存在的推力波动是阻碍其获得平稳的速度响应的一个重要因素,如何抑制推力波动的影响是系统控制器设计中必须考虑的一个问题.本文在分析了直线电动机推力波动特点的基础上,对其进行了测量.然后通过对推力波动测量结果进行频谱分析,找出其所包含的主要谐波,建立了推力波动的数学模型.最后基于所建立的模型,对推力波动进行了前馈补偿.当速度环采用滑模控制时,用实验验证了该方法的可行性.实验结果表明对推力波动进行建模和前馈补偿可以显著地改善速度环的响应性能.当系统以0.1m/s运行时,稳态速度波动范围下降到1.83%.     

基于连续控制集的永磁同步直线电机模型预测控制

永磁同步直线电机(permanent magnet linear synchronous motor, PMLSM)目前多被应用于直线牵引系统,例如轨道交通、无绳电梯等.传统的永磁同步直线电机预测控制主要考虑有限控制集模型预测控制(finite-control-set model predictive control, FCS–MPC),在一个系统采样周期从备选的开关状态中选择一个相对最优的开关状态送入逆变器中.该方法的计算量通常随着预测步长的增加呈几何增长,因而限制了其广泛使用.本文针对PMLSM提出一种基于二次优化的连续控制集模型预测控制(continuous-control-set model predictive control, CCS–MPC)策略.该方法在每个周期内选择两组开关状态送入逆变器,表现为两个相邻电压矢量的合成,因而可以达到更为平滑的控制效果.策略结合了FCS–MPC中的扇区划分原理,将扇区中的两个相邻非零矢量和一个零矢量等效合成为二次优化的最优控制矢量.与此同时,在二次优化的框架下CCS–MPC有效地避免了多步预测控制中计算量过大的问题.仿真与实验结果表明在相同条件下,所提方法相较于空间矢量调制以及FCS–MPC能获得更好的PMLSM控制效果.     

抑制永磁直线同步电动机推力波动的补偿技术

为满足易产生推力波动的永磁直线同步电动机的速度伺服要求,减小永磁同步直线电动机的推力波动尤为重要。文章从电动机结构优化和控制策略2个方面来削弱推力波动:选择合适的次级磁铁形状及布置方式可使初级反电势波形接近正弦波形,同时采用控制策略,通过初级反电势计算定子电流谐波进行电流补偿,以此来削弱推力纹波;采用斜槽、斜极或均匀充磁等厚六边形磁铁紧密排列方案能大大削弱由齿槽效应引起的推力波动;采用多极结构、增加气隙长度、降低励磁磁密等措施能减小由端部效应引起的推力波动。实验结果表明,上述方法能有效地抑制永磁直线同步电动机的推力波动对伺服系统的影响,具有较强的鲁棒性。     

基于自适应深度神经网络的永磁同步直线电机定位力计算模型

为了提高永磁同步直线电机(PMSLM)定位力计算模型的训练效率和精度,提出一种基于自适应深度神经网络(ADNN)的定位力计算模型。利用有限元参数化计算出不同结构PMSLM的定位力作为样本数据;使用一种k折训练方式结合神经网络结构搜索算法使ADNN模型结构自适应,再对ADNN模型训练得到定位力计算模型。实验结果表明,该ADNN模型精度达到99.86%;相较于人工调参,时间消耗减少85.17%;ADNN模型计算结果与样机测试结果总体一致,证明了此模型的有效性。     

永磁同步直线电机的分数阶超螺旋滑模控制

为了提高永磁同步直线电机的跟踪性能,增强系统的鲁棒性,本文提出了分数阶超螺旋滑模控制策略.首先,针对外部扰动以及系统的未知状态设计广义超螺旋观测器,其能够精确估计永磁同步直线电机的速度和外部扰动.其次,将分数阶理论和终端滑模控制理论相结合,提出有限时间收敛的分数阶超螺旋滑模控制器,以实现永磁同步直线电机的跟踪控制.最后,通过仿真对比验证所提方案的有效性.