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。     

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.     

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.     

基于单相高频电压法的永磁直线电机的功率角测量

为了解决低速和零速时永磁直线电机功率角的测量以及消除采用机械型传感器带来的安全、可靠性方面的问题,提出了基于单相高频电压注入法的永磁直线同步电动机功率角测量方法。在永磁直线同步电动机单相绕组中持续注入高频电压信号,通过检测得到高频电流信号,进而利用半周积分算法得到该电流的幅值,并利用永磁直线同步电动机的电流-电感-功率角之间的解析方程,获取电机的功率角。实验表明,该方法可靠性高、实用性强,且精度能够满足要求,适用于包括零速在内的永磁直线电机功率角的测量。     

垂直运动PMLSM电磁力角控制器仿真研究

本文通过对垂直运动永磁直线同步电机力角特性的分析,得出电磁力角控制策略,并设计出了电磁力角控制器。仿真结果表明,该控制方法提高了垂直运动永磁直线同步电动机运行的稳定性、可靠性和电机的运行效率,并可有效预防垂直运动永磁直线同步电动机的失步问题。     

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。     

永磁直线同步电动机的IGA优化设计

永磁直线同步电动机在远距离、大推力应用场合中需要的中枢绕组和永磁体多,系统造价较高。针对该问题,文章以经济指标为目标,采用自适应参数调整和适应值定标相结合的改进遗传算法,通过选取优化变量、确定约束条件及目标函数,实现了永磁直线同步电动机的优化设计。对优化前后的电动机各性能指标进行分析比较后得出,该优化方法能够改善电动机的综合性能指标,提高电动机的推力,减小电动机的体积,从而降低了电动机的制造成本。     

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.     

永磁同步直线电机定位力测试实验研究

为满足平板式三相交流永磁同步直线电动机(PMLSM)推力平稳性要求,利用有限元方法分析端部力和齿槽力的形成原因和波动规律,介绍了一种全行程往复运动双向测量的直线电机定位力的方法,可以克服摩擦力的影响,并在样机上实验完成。测试中利用高性能数字信号处理器TMS320F2812DSP采集力传感器和光栅信号,能较准确、快速地计算出对应位置上的定位力,误差稳定在3 N以内。实验结果与理论分析基本一致,为高性能直线电机伺服控制器的改进设计提供了客观数据。     

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。     

基于自适应滑模电流控制算法的仿真研究

针对永磁同步直线电机具有的非线性,扰动敏感的特点,提出基于自适应滑模电流控制算法的滑模控制.通过在电流环引入自适应律,进行在线估计系统内部参数摄动以及模型不确定性扰动,来改善永磁同步直线电机驱动系统中的电流环响应速度、追踪性能,并将正弦饱和函数代替常规sign函数,来削弱系统抖振,提高系统的鲁棒性和稳定性.同时设计二阶扩张观测器预测系统的负载扰动,二阶扩张观测器中利用提出的新型sigfal函数,改善了传统扩张观测器的预测精度和稳定性,然后将预测值前馈到电流环对其进行补偿,来减小滑模控制增益.仿真结果证明,所提出的方法可以提高永磁同步直线电机驱动系统的抗干扰性和动态响应性能.     

应用在自动门上的直线电机控制系统设计

永磁同步直线电机（Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM）与传统利用机械结构把旋转电机的旋转运动转化为直线运动的机械装置相比，因其具有功率密度高、响应快、体积小的优点被广泛应用于工业控制中。本文以自动门为研究背景，研究设计了一套永磁同步直线电机的控制系统。首先利用Altium Designer设计了该控制系统的硬件电路，包括电源电路、主控制芯片电路、磁耦隔离电路、驱动逆变电路和采样放大电路。其次利用Keil uVision5设计了该控制系统的控制程序，利用C语言编写了FOC(Field-Oriented Control)矢量控制算法，实现了对永磁同步直线电机的控制。最后，通过永磁同步直线电机实验平台，进行实验，验证了该控制系统的有效性。     

基于神经网络给定补偿的永磁同步直线交流伺服系统H~∞控制

以永磁同步直线伺服电机为被控对象,应用Ｈ∞控制理论设计了一种具有强鲁棒性的速度控制器。首次提出了基于神经网络给定补偿的Ｈ∞控制策略。仿真实验结果表明,该方案有效地克服了永磁直线电机参数变化及特有的端部效应等对系统的影响,提高了系统的性能指标。     

基于神经网络给定补偿的永磁同步直线交流伺服系统H ∞控制

以永磁同步直线伺服电机为被控对象,应用Ｈ＾∞控制理论设计了一种具有强鲁棒性的速度控制器。首次提出了基于神经网络给定补偿的Ｈ＾∞控制策略,仿真实验结果表明,该方案有效地克服了永磁直线电机参数变化及特有的端部效应等对系统的影响,提高了系统的性能指标。     

基于黑洞多目标进化算法的永磁直线同步电机优化设计

应用一种改进的黑洞多目标进化算法(MOBH),实现对圆筒型无槽无铁芯直线永磁同步电机(LPMSM)的多目标优化设计.黑洞进化算法在不同Pareto区域的收敛速度、种群多样性、种群收敛性和亚种群获取等方面具有良好的性能.在分析无槽无铁芯圆筒直线电机的电磁解析模型和MOBH算法基础上,建立电机推力、推力体积比、铜损(效率)...     

永磁直线电机扰动估计与补偿的位置反步控制

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.     

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.     

基于BP神经网络遗传优化的电机推力品质研究

为了提升激光切割机床上的直线电机(LMs)的推力品质,采用了一种基于显著因子筛选和深度学习算法的结构优化方法.首先,根据电机设计准则,分析极距、永磁体宽度、永磁体厚度、气隙长度和单边线圈宽度等参数对电机平均推力及推力波动的影响.其次,利用有限元仿真和试验设计,筛选出电机推力品质的显著影响因子,进而采用反向传播神经网络(...     

高效节能稀土永磁同步电机的设计和实验研究

由永磁体产生磁场的方法来促进电机内机电能量转换的电机被称为是永磁电机.稀土永磁点击工作效率高、结构简单,目前得到了广泛应用.本文从稀土永磁同步电机的现状和应用优势出发,对稀土永磁同步电机的设计进行了深入研究,促进了电机工作效率的提高.     

基于定时中断编程的直线电机模型参数辨识研究

研究了基于定时中断编程的直线电机模型参数辨识技术。推导了直线电机的数学模型,建立了一个永磁同步直线电机驱动的单自由度实验台的硬件及软件系统。采用定时中断编程技术,在DOS下运行C语言程序,采集工作台位移数据,经数据处理,得到直线电机力常数为13．1N／A,与理论值较好吻合。