直线电机进给伺服系统综述

直线电机是20世纪末期出现的新型驱动元件,被称为“直接传动” 或“无间隙传动”,具有广泛的应用前景,编者特约清华大学王先逵教授为广大读者介绍这方面的情况。王教授和陈定积先生在本文中详细阐述了直线电机的原理、构造、直线电机的特点以及直线电机进给伺服系统的结构,以飨读者。在此向王先逵教授表示衷心的感谢。     

精密直线电机ISD203智能伺服系统驱动器设计

精密直线电机ISD203智能伺服驱动器系统,建立永磁同步电机(PMSM),内置PLC、驱动、运动控制功能于一体,建立PMSM位置伺服系统矢量控制模型。建立支持梯形图的用户程序编辑平台、用户程序编译器及单板上运行的用户程序解释系统,研究驱动器内部集成了单轴定位功能,支持第一速度定位、中断定位、机械归零、中断停止等模式研究,位置控制、速度控制、转矩控制等控制模式,各轴通过主从式的差分总线连接,通过总线传输参数、控制各轴的运行,支持错误校验和重试。     

基于DSP的直线电机位置伺服系统

提出一种基于数字信号处理器(DSP)的直线电机位置伺服系统。该系统充分利用了DSP周边接口丰富、运算速度快的特点,使所设计的系统硬件简单,并实现了采用状态反馈对系统进行控制。实验结果表明,系统结构紧凑,具有良好的动静态特性。     

永磁同步直线电机伺服控制系统研究与设计

针对传统直线运动采用旋转电机与滚珠丝杠结合的方式存在效率和精度低等现象,设计了一种以数字信号处理器(DSP)为核心的直线电机伺服控制系统,重点研究和分析了控制系统的数学模型与控制系统设计,完成控制系统硬件平台和软件程序流程的设计。采用的矢量控制方法实现电流解耦控制,将模糊控制与传统的PI控制相结合,设计一种模糊自适应PI控制器,在MATLAB/Simulink环境下进行仿真,并进行现场实验和验证。仿真和实验结果表明,该控制系统能有效提高直线运动系统速度及定位精度,并且结构简单,稳定性好,可靠性高。     

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。     

永磁直线伺服系统模糊PI速度控制器研究

针对永磁直线同步电机伺服系统常规PI速度调节器动态响应慢、输出超调大等问题,提出了模糊自适应PI速度控制器,对比常规PI速度控制器进行了仿真和实验。基于永磁直线同步电机矢量速度闭环控制,分析了模糊PI速度控制器和基于模糊PI控制器的伺服矢量控制系统的结构,设计了模糊PI速度控制器,在Matlab/Simulink仿真环境下,建立了基于模糊PI速度控制器的永磁直线同步电机伺服系统仿真模型,并通过实际永磁同步直线电机伺服系统实验对仿真结果进行了实验验证。研究结果表明,模糊PI速度控制器,相对于常规PI控制器,可以明显降低超调量和调节时间。将仿真结果和试验结果对比,两者基本吻合,说明模糊PI速度控制确实可以较好地改善永磁直线同步电机伺服系统的动态性能。     

精密直线电机ISD203智能伺服系统驱动器关键技术研发

精密直线电机ISD203智能伺服驱动器系统,集永磁同步电机(PMSM),内置PLC、驱动、运动控制功能于一体,可单独使用或多台组网构成多轴控制系统,并可共享各轴的I/O,并支持定位、电子齿轮、凸轮、同步控制。驱动器内部集成了单轴定位功能,各轴通过主从式的差分总线连接,通过总线传输参数、控制各轴的运行,支持错误校验和重试。     

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。     

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.     

直线电机力学系统的计算与分析

通过建立直线电机的受力模型,推出直线电机的推力和功率计算公式,得出最大速度和加速度公式,解决了保证在一定的功率储备的前提下,使直线电机的推动力、进给速度和加速度满足高速机床的要求等问题,在直线电机的设计和制造中具有借鉴意义。     

用伺服电机改造车床的进给系统

将伺服电机用于车床的进给系统，达到方便、稳定地控制机床进给，实现机床加工的自动化，对于提高劳动生产率、减轻劳动强度，尤其是对老机床的改造，有着非常重要的意义。这里介绍将安川伺服用于车床进给系统的改造。     

Novel integrated position measurement unit for stepping motor servo control

Rotor position detection is important for motor servo system design. In general, there are two kinds of methods to obtain the position information in real time, sensor or sensorless methods. The sensor methods use position sensors such as optical encoder. This will greatly increase the cost of the system, and the sensor with high precision is difficult to be installed. On the other hand, the sensorless method can reduce the cost, but the reliability and complexity of the algorithm is still the problems. In this paper, a new low-cost integrated position feedback unit, which is composed of the integrated position sensor, signal processing hardware and software, is described. The sensor is easy to manufacture and has better precision with the help of signal processing circuit and software based on DSP. The sensor can obtain absolute rotating angle using inductance detection method, and it is originally designed and used for a 2-phase hybrid stepping motor position servo system. The integrated sensor and the proper control strategy make the system become a low-cost high-performance position servo system. Even though the feedback unit is originally designed for a 2-phase hybrid stepping motor, the same unit also can be used with other types of motors.     

Development of a linear electrostrictive servo motor

This paper presents a linear electrostrictive servo motor with high resolution and large stroke for ultra-precision motion control. High thrust force is obtained by making use of an electromagnetic clamping mechanism with force magnifying structure in the motor design. An operator alterable iterative learning control algorithm is proposed for the motion control of the motor. A prototype is designed, fabricated and tested. Experimental results show that the prototype has a mechanical resolution of 0.02 μm, yaw error less than 2 μm and maximum thrust force of 30N. Applications of the motor include producing the servo feed motions required in micro electrical discharge machining (micro-EDM) system or as a motion control device for other precision machining systems.     

ControlLogix控制系统在伺服系统中的应用

设计了一种基于ControlLogix控制系统和SERCOS网络的伺服系统,应用相应软件设计了控制程序和监控系统.实际运行结果表明,所设计的系统具有良好的实时性,监控系统操作方便,能够实现精确地定位控制、多轴协调运动;同时可实现多轴轨迹运动插补控制,并能保证较小的运动误差.     

伺服电动机CAPP系统的开发研究

在广泛调研的基础上,通过分析国内伺服电动机行业制造现状,用Visual C 作为系统的前端开发工具,SQLServer作为后台数据库平台,进行伺服电动机的机械加工零/部件CAPP系统的开发研究和使用,提高伺服电动机制造企业的工艺设计效率.     

Predictive IP controller for robust position control of linear servo system

Position control is a typical application of linear servo system. In this paper, to reduce the system overshoot, an integral plus proportional (IP) controller is used in the position control implementation. To further improve the control performance, a gain-tuning IP controller based on a generalized predictive control (GPC) law is proposed. Firstly, to represent the dynamics of the position loop, a second-order linear model is used and its model parameters are estimated on-line by using a recursive least squares method. Secondly, based on the GPC law, an optimal control sequence is obtained by using receding horizon, then directly supplies the IP controller with the corresponding control parameters in the real operations. Finally, simulation and experimental results are presented to show the efficiency of proposed scheme.     

多轴精密定位控制系统的设计

介绍了某多轴精密定位控制系统的系统组成、控制策略及软件设计.     

基于递归型小波神经网络的感应电动机伺服驱动系统自适应控制

针对感应电动机伺服驱动系统具有的多变、强耦合、慢时变等非线性特性和不确定性扰动,传统的位置速 度PID控制策略不能保证轨迹跟踪的精度和良好的动态品质的问题;保证系统对系统内部参数波动和外界不确定 性扰动具有较好的鲁棒性,在矢量控制策略的基础上,提出了基于递归型小波神经网络的自适应控制方案。神经 网络参数的在线学习机制采用delta自适应律并结合了BP算法和梯度下降法,算法简单,计算量大大减少。仿真 的结果验证了方案的有效性。     

前馈补偿复合控制在伺服系统中的应用研究

提出利用前馈-反馈控制方法进行扰动补偿，用MATLAB仿真分析说明了该方法在改善伺服系统的动态性能方面具有良好的跟踪性能。     

基于仿真的航测相机伺服系统设计

为了得到高精度的航测相机伺服系统。为实际系统实现提供理论依据。对该伺服系统进行基于仿真的设计。首先对控制对象直流力矩电机进行了建模,然后完成整个伺服系统框架的搭建,采用多种控制策略完成电流环,速度环,位置环的校正设计。并针对陀螺稳定回路中引入的飞机姿态的变化加入了前馈控制补偿。最后通过系统仿真,得到了较好的动静态性能。