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永磁直线电机扰动估计与补偿的位置反步控制

控制与决策 2020年第6期35卷 1409-1414页

作者：曹伟乔金杰孙明齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院黑龙江齐齐哈尔161006 齐齐哈尔大学经济与管理学院黑龙江齐齐哈尔161006

由于永磁直线同步电机直接驱动负载,负载突变、摩擦力和推力波动等各种干扰也将无缓冲地直接作用于电机动子上,如果不加以考虑,将会严重影响伺服系统的精度.为了克服不确定性扰动给永磁直线同步电机位置伺服系统带来的不良影响,提出一... 详细信息

由于永磁直线同步电机直接驱动负载,负载突变、摩擦力和推力波动等各种干扰也将无缓冲地直接作用于电机动子上,如果不加以考虑,将会严重影响伺服系统的精度.为了克服不确定性扰动给永磁直线同步电机位置伺服系统带来的不良影响,提出一种鲁棒反步控制策略.首先,对永磁直线同步电机的数学模型进行分析,将负载阻力、推力波动和摩擦力等作为总干扰;然后,设计一种观测器对总干扰进行估计,将干扰的估计值引入到反步控制律中,起到对扰动进行补偿的作用,并利用Lyapunov函数分析系统的稳定性;最后,通过与不带扰动补偿的反步控制进行仿真比较,结果表明所提出的控制策略能够有效消除不确定性扰动对系统的影响,增强伺服系统的鲁棒性,提高电机位置的跟踪精度.

关键词：永磁直线电机反步控制干扰估计位置跟踪鲁棒性扰动补偿

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永磁直线电机微铣削系统的设计和性能研究

南京航空航天大学学报 2007年第6期39卷 790-794页

作者：张霖赵东标张建明黄笑天南京航空航天大学机电学院南京210016 北京航空精密机械研究所北京100076

介绍了自行研制的小型超精密数控微铣削系统构成。针对该系统着重讲述采用永磁直线电机作为驱动源的精密滑台部分的结构及数控系统设计。经伺服环调节及性能实验验证,系统具有优良的动、静态控制性能,通过测定并利用统计方法计算确定系... 详细信息

介绍了自行研制的小型超精密数控微铣削系统构成。针对该系统着重讲述采用永磁直线电机作为驱动源的精密滑台部分的结构及数控系统设计。经伺服环调节及性能实验验证,系统具有优良的动、静态控制性能,通过测定并利用统计方法计算确定系统水平进给工作台的定位精度达到亚微米级。通过微薄壁结构工件铣削试验结果表明,系统具备微细铣削加工能力,并可实现大深宽比三维微小零件的加工。最后分析了工件尺寸误差的成因。

关键词：永磁直线电机微铣削数控铣床伺服系统

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永磁直线电机的模型参考自适应控制

华南理工大学学报（自然科学版） 2003年第6期31卷 31-35页

作者：陈渊睿吴捷 Norbert C.Cheung 华南理工大学电力学院广东广州510640 香港理工大学电机工程学系

推导永磁直线电机的简化数学模型,运用Lyapunov稳定性理论设计一个模型参考自适应控制器,最后进行计算机仿真研究。结果表明,与传统PID调节器相比,该方法能使系统具有更好的动态性能及较高的稳态精度,并对电机参数和外界扰动具有很强的... 详细信息

推导永磁直线电机的简化数学模型,运用Lyapunov稳定性理论设计一个模型参考自适应控制器,最后进行计算机仿真研究。结果表明,与传统PID调节器相比,该方法能使系统具有更好的动态性能及较高的稳态精度,并对电机参数和外界扰动具有很强的鲁棒性。

关键词：永磁直线电机 Lyapunov理论模型参考自适应系统

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自抗扰控制在永磁直线电机控制中的应用

控制理论与应用 2005年第3期22卷 423-428页

作者：雷春林吴捷陈渊睿杨金明华南理工大学电力学院广东广州510640

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... 详细信息

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.

关键词： PID控制自抗扰控制器永磁直线电机

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磁路互补型模块化磁通切换永磁直线电机

中国电机工程学报 2011年第6期31卷 58-65页

作者：曹瑞武程明花为赵文祥东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013

新型模块化初级永磁直线电机的永磁体和电枢绕组都置于初级短动子,而次级长定子结构简单,仅由导磁铁心组成,若应用在轨道交通等长定子等场合,可大大降低系统成本。在深入分析现有电机结构特点的基础上,提出一种基于磁通切换原理磁路互... 详细信息

新型模块化初级永磁直线电机的永磁体和电枢绕组都置于初级短动子,而次级长定子结构简单,仅由导磁铁心组成,若应用在轨道交通等长定子等场合,可大大降低系统成本。在深入分析现有电机结构特点的基础上,提出一种基于磁通切换原理磁路互补的新结构。结构的互补性使每相绕组的反电势更正弦、电机总的定位力更小。介绍了模块化初级永磁直线电机的结构特点和运行原理,并基于有限元法,研究了其静态特性,具体包括对空载和单相绕组通电时的磁场及气隙磁通密度、绕组永磁磁链、空载反电动势、定位力、绕组电感以及静态推力等,并分析了永磁磁场和电枢磁场之间的相互耦合作用对电感特性的影响。理论分析和样机实验结果验证了设计方案的正确性和有效性。

关键词：永磁直线电机轨道交通有限元电磁特性

V-型端齿削弱永磁直线电机端部磁阻力波动方法

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中国电机工程学报 2016年第14期36卷 3940-3946页

作者：彭兵宋得雪张囡刘铁法沈阳工业大学电气工程学院辽宁省沈阳市110870

动电枢型永磁直线电机由于铁心开断,在两个纵向端部产生了较大的磁阻力波动,降低了系统的伺服性能。该文根据端部磁阻力的特征,提出电枢铁心V-型端部结构消除纵向端部磁阻力波动的方法。通过对V-型端面微元化推导端面磁阻力的合力,总结V... 详细信息

动电枢型永磁直线电机由于铁心开断,在两个纵向端部产生了较大的磁阻力波动,降低了系统的伺服性能。该文根据端部磁阻力的特征,提出电枢铁心V-型端部结构消除纵向端部磁阻力波动的方法。通过对V-型端面微元化推导端面磁阻力的合力,总结V-型深度对端部磁阻力波动的影响规律。为简化生产工艺,分析阶梯结构的准V-型端齿削弱端部磁阻力的可行性。最后,以齿槽力较小的12槽11极电机进为例,采用有限元仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：永磁直线电机端部磁阻力 V-型端齿准V-型端齿

基于改进脉振注入法的永磁直线电机无传感器低速控制

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电机与控制学报 2018年第12期22卷 30-36页

作者：李星雨杜锦华梁得亮黄龙飞娄建勇西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

针对永磁直线电机的无位置传感器控制在低速的研究,提出脉振高频注入法的永磁直线电机低速无传感器控制策略,并加以改进。利用电机饱和凸极性进行电流调制,提取出动子的位置信息,在此基础上,引入相位补偿提高系统信噪比,并利用磁极判断... 详细信息

针对永磁直线电机的无位置传感器控制在低速的研究,提出脉振高频注入法的永磁直线电机低速无传感器控制策略,并加以改进。利用电机饱和凸极性进行电流调制,提取出动子的位置信息,在此基础上,引入相位补偿提高系统信噪比,并利用磁极判断消除高频注入法的初始位置计算误差,最终实现永磁同步直线电机启动和低速的无位置传感器矢量控制。对该方法进行了仿真分析,并在以实时仿真平台为基础的永磁直线电机上进行了实验验证,结果表明改进的脉振式高频注入法能够快速精确地估计动子初始位置和运动情况,具有良好的动态性能,实现了在永磁直线电机上高性能的无传感器低速控制。

关键词：永磁直线电机无位置传感器控制高频注入法初始位置计算

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初级励磁型永磁直线电机研究现状与展望

电工技术学报 2021年第11期36卷 2325-2343页

作者：沈燚明卢琴芬浙江大学电气工程学院杭州310027

初级励磁型永磁直线电机是从传统永磁直线电机衍生而来的一类新型特种电机,具有高推力密度、高效率、高精度和高可靠性等优点。在长行程直驱式直线运动领域,该类电机有其独特的性能与成本优势,具有很高的研究价值和广阔的应用前景。该... 详细信息

初级励磁型永磁直线电机是从传统永磁直线电机衍生而来的一类新型特种电机,具有高推力密度、高效率、高精度和高可靠性等优点。在长行程直驱式直线运动领域,该类电机有其独特的性能与成本优势,具有很高的研究价值和广阔的应用前景。该文针对初级励磁型永磁直线电机,回顾并总结了国内外相关研究的技术现状和发展趋势。从磁场调制理论出发,揭示了初级励磁型永磁直线电机气隙磁场谐波分布与推力产生原理。从拓扑结构的角度,梳理了各类永磁直线电机的技术要点及研究进展。从初级励磁型永磁直线电机的特征出发,介绍了高性能控制策略。最后,对比分析了各类初级励磁型永磁直线电机的综合性能,并探讨了未来的发展方向。

关键词：永磁直线电机初级励磁双凸极磁场调制原理高推力密度长行程

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凹型端齿削弱永磁直线电机端部力波动方法

电工技术学报 2015年第7期30卷 119-124页

作者：彭兵刘铁法张囡夏加宽荆汝宝孙宜标沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870

结合端面磁通函数和虚位移法推导PMLM端部效应产生的单端推力波动和法向力波动的解析表达式,揭示端部效应引起的推力波动和法向力波动的规律。通过对傅里叶级数的分析,提出反相位补偿原理的凹型端齿结构,该结构能消除推力波动和法向力... 详细信息

结合端面磁通函数和虚位移法推导PMLM端部效应产生的单端推力波动和法向力波动的解析表达式,揭示端部效应引起的推力波动和法向力波动的规律。通过对傅里叶级数的分析,提出反相位补偿原理的凹型端齿结构,该结构能消除推力波动和法向力波动的奇次谐波,解决传统的优化动子长度削弱推力波动但带来电机纵向"俯仰运动趋势"的缺点,同时还能消除动子横向"俯仰运动趋势"。最后以齿槽效应较弱的12槽11极PMLM为例,采用有限元仿真和实验验证,结果证明该方法能够削弱端部效应产生的法向力波动和推力波动。

关键词：永磁直线电机端部效应端部效应法向力波动端部效应推力波动凹型端齿