力矩电机伺服系统性能测试技术研究

大扭矩力矩电机是高档数控机床的关键基础部件,文章针对力矩电机伺服系统的性能测试技术进行了研究。首先简要介绍了伺服控制系统,然后提出了测试系统的总体方案,最后对系统的滤波环节的性能进行详细的测试并分析了试验结果。     

基于TMS320F2812的直流力矩电机伺服系统

针对现有光电设备的伺服控制系统存在的集成度差、价格昂贵等问题,提出一种基于TMS320F2812芯片作为核心处理元件的伺服控制器的设计方法,以DSP为基础构建了伺服控制系统的硬件平台,采用数字化控制算法,实现了对选用直流力矩电机作为执行元件的光电经纬仪的伺服控制.经实际运行证明,该设计方案完全能实现光电经纬仪所要求的跟踪性能,满足高精度要求,可以替代基于PC-104工业总线的控制板卡构成的伺服控制系统.     

永磁同步力矩电机直驱式伺服系统矢量控制策略综述

近年来在以力矩直接驱动为主的相关领域中,以永磁同步力矩电机作为驱动设备的力矩伺服驱动系统愈发显现出其他传动系统所无法比拟的优越性能。该文对数控机床力矩伺服系统中永磁同步力矩电机矢量控制策略进行了总结和阐述,提出了相关研究热点问题,并分析了现阶段力矩伺服系统矢量控制方案的发展现状和趋势。     

MATLAB求解电液伺服阀的流量特性曲线

针对电液伺服阀的传统设计方法和思路的盲目性,分析了永磁动铁式力矩电机的结构及工作原理,然后根据伺服阀的结构原理对力矩电机、衔铁组件、喷嘴挡板阀、滑阀等进行数学分析,建立了伺服阀的完整数学模型,并根据需要进行相应的简化,最后利用MATLAB软件进行数值求解,研究力矩电机等主要结构参数对伺服阀阶跃响应的影响,获得了伺服阀的完整数学模型,为建模仿真提供了理论依据;通过数值仿真运算,得知在力矩电机的结构参数中,零位气隙长度和永久磁铁导磁系数对伺服阀的瞬态响应及稳定值的影响较大,其余参数的影响也不能忽视,研究工作为力矩电机的设计和伺服阀的优化提供了参考。     

有限转角力矩电机电流-转角特性测试方法

随着现代电机技术的发展,一种有限转角力矩电机广泛使用于航空伺服阀、卫星天线、导弹舵机、机器人关节、激光反射镜等有限转角驱动装置的位置伺服控制系统中。由于起步较晚,有限转角力矩电机的起动转矩测试项目在对应的国军标中没有涉及,而它的电流-转角特性是有限转角使用的关键点。本文立足于有限转角力矩电机的发展现状,提出两种有限转角力矩电机电流-转角特性的测试方法,对两种方法进行分析论证。在此基础上,设计两套有限转角力矩电机电流-转角特性的配套测试工装,并进行了可行性验证。使用两种方法分别对有限转角力矩电机电流-转角特性进行试验,并对试验数据进行分析,结果表明两种有限转角力矩电机电流-转角特性的测试方法有效、可行。     

直接驱动环形永磁力矩电机多目标混合l1/H∞控制

采用环形永磁力矩电动机直接驱动的数控转台伺服系统对干扰转矩和参数不确定性更为敏感,影响了系统的伺服性能。为解决环形永磁力矩电机伺服系统快速性和鲁棒性之间的矛盾,采用多目标混合l1/H∞控制方法设计速度控制器,利用改进的l1/H∞,δ控制与混合l1/H∞控制的解的一致性,通过截断方法获得控制器的有理次优解。仿真结果及分析表明,所提出的多目标混合l1/H∞控制器能满足数控转台对环形永磁力矩电机伺服系统快速性和鲁棒性的要求。     

研控伺服驱动器在数控弹簧机上的应用

近年来,交流伺服驱动系统的应用越来越广泛。交流伺服系统的性能日渐提高,价格日趋合理。与步进驱动系统相比,伺服驱动系统自带编码器,可以反馈位置信号,精度更高,不存在丢步的现象;伺服驱动为恒转矩控制,步进驱动为恒功率控制,随着转速升高,步进电机输出的扭力迅速衰减,伺服驱动不存在上述情况,在0到额定转速之间,都可以输出额定扭矩,因此伺服驱动可以应用于高速场合。     

非理想梯形波反电势的永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

为了提高磁悬浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyro, MSCMG)框架伺服的精度与稳定度,针对永磁无刷直流力矩电机(permanent magnet brushless DC motor, PMBLDCM)非理想梯形波造成的换相转矩脉动,分析指出了换相反电势不平衡是造成转矩脉动产生的又一原因,且是影响低速力矩电机换相转矩脉动的主要因素。在单一直流母线电流反馈的基础上,提出了一种换相转矩自平衡控制方法,其中包括换相转矩平衡点观测器和角加速度的快速最优估计算法,有效的抑制了换相转矩脉动,提高了低速时的速率伺服精度与稳定度。     

一种小功率异步电动机最小转矩测试系统

介绍了一种测量小功率异步电动机起动过程中最小转矩的测试系统。测试系统采用交流伺服系统进行速度控制,采用扭矩传感器进行转矩测量。通过PC机对交流伺服控制器、扭矩传感器和数字功率表进行通讯控制,并使用LabVIEW开发了测试软件。最后通过实际测试验证了系统的有效性,并且系统具有测试精度高、操作方便的优点。     

单相交流力矩电机的远程控制方法

单相交流力矩电机广泛应用卷绕、堵转和调速等控制.使用环境越来越复杂,在很多地方需要在远程的操作台来控制单相交流力矩电机,文章给出了一种基于PWM技术的单相交流力矩电机的远程控制方法,并给出了力矩电机的远程控制框图,具有一定实用价值.     

交流伺服电机在数控卷簧流水线中的应用

介绍了交流伺服电机在数控卷簧流水线中的应用,通过可编程控制器对伺服电机进行位置和转矩控制,并完成两者之间的串行通信.实际结果表明,这种以伺服电机为主要部件的控制系统具有运行安全可靠、操作灵活简便、控制功能强等优点,能够满足产品所需要的工艺要求.     

永磁同步电机转矩脉动抑制方法

分数槽集中绕组永磁同步电机被广泛用于伺服控制系统。由于电机极槽配合以及制造过程中机械加工与装配误差等因素,所以永磁同步伺服电机输出转矩中会存在固有的周期性转矩脉动,影响伺服系统实现高精度的速度与位置跟随。因此,采用转矩观测器来估计由上述原因造成的转矩脉动,再将转矩脉动与位置信号通过一定处理,计算出相应的前馈转矩电流,补偿到电流指令端,对转矩脉动进行抑制,从而减小转速脉动。通过仿真和试验验证了抑制方法的有效性。     

混合式步进电动机伺服系统研究

对二相混合式步进电动机矢量控制进行了理论研究,解决不同于一般种类电机的特殊问题,建立考虑电机非线性并充分利用电磁转矩和磁阻转矩的矢量控制方法.在此基础上,设计并实现了基于神经网络的二相混合式步进电动机矢量控制位置伺服系统,克服电机参数时变对控制效果的影响,提高了系统鲁棒性,使系统具有较高的性能.     

基于MFC的拉扭复合系统界面设计

为了方便对拉扭复合系统中2台伺服电机的控制,设计了基于MFC的上位机界面。通过串口通信,使用不同的按钮操作设置伺服驱动器相应参数,从而控制2台伺服电机的运行。上位机实时接收伺服驱动器监控数据绘制出转速、位移、转矩曲线。针对在数据接收过程中信息帧接收错误的情况,使用拼接两相邻错误信息帧的方法进行修复。结果表明:上位机界面实现了系统功能及对电机运行工况的监控。     

高精度永磁同步电动机矢量控制系统的设计

从永磁同步电动机发展初期到现在,永磁材料的不断更新和发展大大提高了永磁同步电动机的运行性能与效率,尤其是为永磁同步电动机在高精度伺服控制领域增添了新活力。本文首先介绍了高精度永磁同步电动机伺服控制的优势与发展潜力,然后通过分析与推导其数学模型,得到 id=0的控制方式可以实现永磁同步电动机输出电磁转矩的线性化控制,最后利用 MATLAB/Simulink仿真软件建立了仿真模型,并对该控制方案进行了仿真试验验证,仿真结果表明搭建的控制系统模型达到了预期控制精度。     

High-Performance Vector-Controlled AC Motor Drives: Applications and New Technologies

A high-performance ac motor control has been developed by employing the vector control concept. Its versatility has been proven through the six years of experience in applications to pinch roll drives of continuous casting plants, machine tool spindle drives, and other drive systems in industry. Equivalent torque characteristics are achieved with ac motors compared to dc motors without direct detection of the magnetic flux. The effect of rotor temperature on the torque characteristics has been compensated to a satisfactory level in actual industrial use by various means. Servo drives, both synchronous motor and induction motor types, have been introduced. The test results show that the performance of ac servo drives is equivalent or superior to that of the PWM-controlled dc servo drives. Furthermore, an example of the direct-drive servo is described, where an ultra-low speed high-torque motor and an ultra-high resolution position sensor play key roles. In addition, the possibility of a more sophisticated servo drive exploiting modern control theory is suggested.     

伺服系统中一种新型前馈控制结构的研究

跟踪性能是伺服系统的本质性能,前馈控制是提高交流伺服系统跟踪性能的一种有效手段。在速度前馈的基础上,研究了在转矩闭环的给定信号上增加转矩前馈的新型前馈控制结构,以提高伺服系统的位置跟踪性能。实验结果显示该控制结构大幅度地减小了交流伺服系统梯形响应或S曲线响应中的加减速段的位置跟踪误差。     

基于转矩跟随主从控制策略的多电机同步控制

与传统的主从控制策略不同,提出以转矩为控制量,将主电机控制器的输出转矩作为给定转矩,从电机跟随主电机的转矩的控制策略.由于给定转矩是由主电机的转速差经过PI调节得到的,受转速波动的影响较小,保证了主从电机间传递参量的稳定性.使用改进的主从控制策略和矢量变频控制方法设计了控制器,构成了转速与转矩双闭环控制系统.对四台异步...     

永磁同步电机低转矩脉动的稳健设计

在电机生产加工过程中引起的尺寸和形位公差、安装误差、材料属性偏差等噪声因子,造成了批量生产的电机间的转矩脉动特性分散,进而影响高精度永磁同步电机系统控制性能的一致性。为保证高精度场合用永磁同步电机的转矩脉动特性具有良好的稳健性,采用田口稳健设计方法,选取的噪声因子包括磁钢的周向安装位置、充磁角度、剩磁大小的误差、气隙加工误差、转子静态和动态偏心以及传感器安装误差等,通过优化磁钢、齿槽、气隙等电磁设计参数的名义尺寸,达到降低转矩脉动系数的均值和分散区间的目的。对比分析了稳健设计、正弦反电势设计和均匀气隙设计3种方案,结果表明,在相同噪声因子的影响下,与另两种设计方案相比,采用稳健设计方案,转矩脉动系数的均值和均方差显著降低。以转矩脉动系数作为优化目标,有效地满足了转矩脉动和平均转矩的多目标优化要求。     

基于DSP的直线电机位置伺服控制策略研究

在综合分析直线电机位置伺服控制系统的动静态性能及抗干扰能力的基础上,对其位置伺服控制策略进行了研究,开发了一套基于DSP的直线电机位置伺服控制系统。该伺服系统提出了用模糊自适应PID控制方法和干扰观测器补偿技术来提高系统的动静态性能,且可以补偿因外力等对系统造成的干扰。重点分析了位置角对系统的影响,进而提出了模型参考自适应算法对位置角进行校正以消除直线电机定位时出现的振荡。实验结果表明,所提出的位置伺服控制系统具有高的动、静态性能。