永磁直线同步电机控制技术综述

直线电机是一种可以将电能直接转换成直线运动的电磁机构,在工业应用中受到青睐。但其结构工艺、控制方法及策略直接影响直线电机的应用与推广。该文根据永磁直线同步电机控制特点,分析了永磁直线同步电机特点及工作原理,结合国内外基于永磁直线同步电机的相关文献,综述了新型永磁直线同步电机控制技术发展概况,并阐述了各种控制方法的优缺点。     

永磁直线同步电机进给系统模糊PID控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)永磁体磁链为常数的特点,对其d-q轴模型进行分析,提出了永磁直线同步电机进给系统的动力学方程.结合传统PID控制和模糊控制的优点,根据永磁直线同步电机直接进给系统的非线性和可能的不确定性因素,建立PID参数自调整的推理规则,设计了永磁直线同步电机进给系统的模糊PID控制器.仿真和实验结果表明,模糊PID控制器与传统PID控制器相比具有更好的动态稳定性和跟踪性能,对外界干扰具有较强的鲁棒性.     

永磁直线同步电机的有限元分析

针对自行设计的分数槽永磁直线同步电机的特点，在建立有限元分析模型的基础上，采用电磁场有限元数值计算法对永磁直线同步电机的磁场进行分析，给出了永磁直线同步电机的电磁场分布，并计算了永磁直线同步电机的推力和法向力特性。     

基于PCH的永磁直线同步电机L2增益扰动抑制控制系统的研究

永磁直线同步电机具有损耗小、力能指标高、响应速度快等优点。针对其位置控制精度问题,提出了基于端口受控哈密顿系统的L2增益扰动抑制的控制方法,设计的控制系统具有良好的可靠性和稳定性。首先,从永磁直线同步电机的原始模型和能量平衡的观点出发,建立永磁直线同步电机的PCH系统模型。其次,将最大输出功率控制原理与L2增益扰动抑制控制方法相结合,设计了伺服控制系统。实验结果表明,该系统可以对负载扰动进行有效抑制,降低了稳态误差,提高了控制精度。     

基于滑模观测器的永磁直线同步电机速度控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)在速度跟踪控制过程中因其模型具有非线性、参数时变性以及变量间的随机耦合等特点,导致电机速度跟踪控制精度低,提出了一种滑模观测器的永磁直线同步电机反馈线性化速度跟踪控制方法。首先建立了永磁直线同步电机的非线性模型,采用非线性坐标变换以及非线性状态反馈方法将电机系统进行了解耦处理,从而得到具有独立的非线性特点的电流和速度子系统。并设计了速度跟踪控制器,对反馈线性化所需要的动子加速度以及负载扰动信号,设计了一种扩张滑模观测器对其进行有效观测。仿真实验结果表明:该控制方法能够有效提高电机的速度跟踪精度拥有较好的鲁棒性。     

双三相永磁直线同步电动机的运行特性研究

针对永磁直线同步电机推力波动大的明显缺点,提出了一种新型的双三相永磁直线同步电机,完成了双三相永磁直线同步电机在d-q坐标系下的数学建模,重点研究了双三相永磁直线同步电机的运行特性,最后通过Ansoft有限元方法(FEM)进行了验证,仿真实验证明了理论的正确性,研究结果为双三相永磁直线同步电机设计理论及控制策略有着指导意义。     

一种永磁直线同步电机滑模控制系统设计

永磁同步电动机因其高可靠性和功率因数高等优点,广泛应用于各种交流伺服系统中。根据永磁直线同步电机数学模型,提出了永磁直线同步电机一个准线性化的并解耦模型,通过将初级电压作为控制系统输入,并进行反馈线性变换,然后通过固定边界层的滑模控制控制此非线性模型,保证了系统具有良好的鲁棒性,同时能够消除"抖振"。利用Matlab仿真软件建立此系统模型,并与传统PID控制方法进行了系统仿真与实验对比,验证了此方法具有较好的性能。     

永磁同步直线电机速度H∞控制系统设计

针对数控机床驱动直线永磁同步电机易受负荷及自身参数变化影响的特点,在直线永磁同步电机的数学模型和动力学方程的基础上,将非线性系统转化为H∞标准控制,并给出选择合适加权函数的方法。设计了H∞鲁棒速度控制器,并进行仿真分析。仿真结果表明,该系统稳定可靠,响应速度快,有较强的抗干扰能力,说明速度H∞速度控制可以满足数控机床的控制要求。     

永磁同步直线电机速度H∞控制系统设计

针对数控机床驱动直线永磁同步电机易受负荷及自身参数变化影响的特点,在直线永磁同步电机的数学模型和动力学方程的基础上,将非线性系统转化为H∞标准控制,并给出选择合适加权函数的方法。设计了H∞鲁棒速度控制器,并进行仿真分析。仿真结果表明,该系统稳定可靠,响应速度快,有较强的抗干扰能力,说明速度H∞速度控制可以满足数控机床的控制要求。     

永磁直线同步电机的推力波动分析

为改善高档数控机床进给系统用永磁直线同步电机的伺服性能,需要研究减少推力波动的技术措施。文章分析了永磁直线同步电机推力波动的机理,指出齿槽效应、端部效应及法向力是引起永磁直线同步电机推力波动的主要原因。     

永磁直线同步电动机推力波动分析及抑制方法综述

在细微进给、高精度加工数控机床伺服系统中,永磁直线同步电机运行时推力波动需要进行抑制及控制。针对该问题,目前虽然有很多的抑制方法,但均存在局限性。文章对永磁直线同步电机的推力波动成因进行了概述,同时介绍了抑制其推力波动的举措,并从电机设计角度及控制方式上进行了综合阐述。     

基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩控制

永磁同步电机是一个强耦合的非线性系统.研究了永磁同步电机的调速控制问题.针对永磁同步电机特点,结合自抗扰技术与直接转矩控制方案,设计了基于自抗扰技术的永磁同步电机直接转矩控制系统.仿真结果表明,该控制系统具有比PI控制方案更优的动态性能,并且在不同参考转速给定下系统具有更好的适应性.     

基于迭代学习控制的永磁直线同步电机伺服系统

针对永磁直线同步电机伺服系统,采用迭代学习控制策略来实现参考位置信号的跟踪控制。详细分析了迭代学习ILC伺服控制器的模型结构,并给出伺服控制器的迭代学习更新法则。采用高性能DS1103控制器作为控制核心,搭建永磁直线伺服系统。实验结果表明,迭代学习控制下的永磁直线伺服系统具有准确的位置跟踪能力,对外部扰动具有很强的鲁棒性。     

永磁直线同步电动机垂直提升控制系统设计

针对永磁直线同步电动机垂直提升系统的特点，设计出永磁直线同步电动机（PMLSM）驱动的无绳提升控制系统实现方案并给出了硬件和软件设计。实验表明，该永磁直线同步电机控制系统运行稳定，具有良好的动态性能，具有一定的工程应用价值。     

神经网络自适应的永磁直线同步电机超扭曲终端滑模控制

为了提高永磁直线同步电机控制系统的鲁棒性和快速性,提出了一种基于超扭曲滑模控制的直线电机反推控制策略。首先,根据电机的机械动力学方程,建立了永磁直线同步电机的数学模型。其次,引入一种基于超扭曲控制的终端滑模控制器,削减系统的抖振,保证滑模面的快速收敛,从而提高系统的鲁棒性。针对直线电机易受到参数变化以及外界干扰影响的特点,为直线电机控制系统设计了一个神经网络干扰观测器。最后,通过直线电机实验平台验证控制方法的有效性。     

透析永磁同步电机的应用技术

随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展,永磁同步电机得以迅速的推广应用。根据科学技术进步极大地推动了同步电机的发展,介绍了永磁同步电机的主要特点优势,阐述永磁电机的工作原理及工作方式,研究永磁同步电机运行的控制方法,指出永磁同步电机在现代工业中的应用发展。     

低速直线驱动系统研究现状分析

在介绍低速直线异步电机和低速直线永磁电机发展的基础上,给出了低速直线永磁同步电机基本结构、工作原理及主要特点,最后从低速直线电机结构设计、研究内容、研究方法等方面指出研究中存在的问题及今后研究的重点.     

基于对角化法的永磁直线同步电机二阶滑模控制

在永磁直线同步电机(permanent-magnet linear synchr- onous motor,PMLSM)伺服系统中,模型的阶次高,且速度和电流等变量间存在的耦合严重影响速度跟踪的快速性和精度。采用基于奇异摄动理论的对角化方法将永磁直线同步电机伺服系统分解成慢变和快变子系统。为了保证系统的鲁棒性,利用2阶滑模控制的次优算法分别独立设计慢变和快变子系统的控制律,再将2个控制律合成得到永磁直线同步电机的复合控制律。仿真结果表明,所提出的策略具有良好的速度跟踪性能,同时对负载扰动和参数变化具有很强的鲁棒性。     

直线同步永磁电励混合式电动机的研究

本文将永磁材料应用于直线同步电机励磁系统,得到了直线同步永磁电励混合式电动机。经过对其等效磁路的分析,说明了该电机的特性,并详细阐述了设计步骤和要点。接着建立了dq0坐标系统下的电机模型,通过仿真得到了该新型电机和直线同步电励磁电机的电磁推力,与相应的实验结果进行了对比,仿直结果与实验结果基本吻合,表明直线同步永磁电励混合式电机推力大而且灵活可调,兼具有永磁直线同步电机和电励磁直线同步电机的优点,能够显著改善电机的运行性能。     

基于在线辨识补偿的永磁直线同步电机模型参考自适应神经网络速度控制

本文针对永磁直线同步电机（ＰＭＬＳＭ）的速度伺服控制,提出了一种模型参考自适应与神经网络技术相结合的控制策略。为提高系统的鲁棒性,采用了在线辨识技术,对参数变化实时补偿,及时修正神经网络教师值的计算,仿真实验表明,该系统具有良好的速度伺服性能,特别是在克服永磁直线同步电机所特有的端部效应方面效果显著。