高速直线电动机驱动进给轴热行为测试研究

以自构建的直线电动机驱动高速进给轴为研究对象,对全闭环位置反馈进给轴的温度场分布和热变形特性进行了定性分析,指出直线进给轴的几何热变形可以分为光栅尺线性变形、导轨的轴向俯仰角度误差变形和滑台变形3个部分组成,探讨给出进给轴温度测量以及基于激光干涉仪、电容测微仪的变形测量原理及方案,在自构建的直线进给轴试验台上,对该热变形过程进行了综合测试研究,测试结果客观反映了导致直线进给轴热变形误差的组合要素及其所占比例.     

基于自适应控制的双电动机同步传动控制技术的研究

双电动机同步传动是龙门移动式镗铣加工中心的关键环节。采用自适应控制技术，通过检测从动轴状态和主动轴状态之间的误差，经过自适应律产生的反馈作用来修改主动轴和从动轴控制器的参数，产生辅助控制量，使其在速度上保持一致。驱动元件采用直线永磁伺服电动机，以发挥其高速动态响应能力。仿真结果表明，此种控制方案具有鲁棒性强、同步误差小的优点。     

基于直线电动机驱动的2X-Y联动进给轴圆轮廓误差测试研究

分析高速机床上直线电动机驱动进给轴的优越性,构建了基于直线电动机驱动的2X-Y联动进给轴实验平台,给出了联动进给轴在XOY平面内的圆轮廓误差的评定方法和误差值的两个表现形式:圆度的偏差和均方根差。探讨了应用双频激光干涉仪测量实验平台圆轮廓误差的测试原理和方法,并对2X-Y联动进给轴圆度的偏差和均方根偏差进行测试实验研究,测试结果表明圆度的偏差和均方根偏差都随进给速度增大而增大,随进给加速度增大而减小,圆轮廓插补过程应当避免1m/s2以下的过小进给加速度。     

永磁同步直线电动机磁场分布测试实验研究

为合理设计磁路结构和精确预测平板式三相交流永磁同步直线电动机(Perm anentM agnet L inear Synchronous Mo-tor,PMLSM)性能,采用实测法测量直线电动机的磁场分布,通过应用O rigin软件绘制出磁场分布图。实验表明,磁场近似呈正弦状分布,这种分布能使电动机运行平稳。该实验为直线电动机的优化设计提供了重要的依据。     

用直线电动机驱动并联机床的理论研究

针对现代机床向精密和高速发展的趋势，提出了把直线电动机引入并联机床，使并联机床在零传动条件下实现精确进给和高效加工。阐述了直线步进电动机的驱动要点，给出了这种新式并联机床的基本模式。     

永磁同步直线电动机伺服刚度测试实验研究

为了研究控制系统参数对平板式三相交流永磁同步直线电动机（Permanent Magnet Linear Synchronous Motor，简称PMLSM）的影响，采用瞬态激振的方法测试直线电动机的伺服刚度，并在样机上完成实验。实验结果表明，直线电动机的伺服刚度只受位置环比例增益的影响较大，而其它的控制参数对伺服刚度幅值影响不大。设置好伺服系统各控制参数，为高性能直线电动机伺服控制器的改进设计提供了客观依据。     

基于CMAC的永磁直线同步电动机控制与仿真

针对数控机床用永磁直线同步电动机（PMLSM）伺服系统中存在非线性,且易受外界干扰导致控制困难的问题,基于PMLSM工作原理建立了相应矢量控制数学模型,设计了CMAC（Cerebellar Model Articulation Controller,小脑模型关联控制器）＋PID的PMLSM伺服系统控制方案,对控制器的跟踪性能以及抗干扰能力进行仿真。结果表明基于CMAC的复合控制器具有良好的动态跟踪性能和较强的鲁棒适应性,是解决非线性、强耦合的PMLSM控制问题的一种简便有效的控制算法。     

可控励磁直线同步电动机滑模控制的研究北大核心

在磁悬浮可控励磁直线伺服系统中,对于外部不确定性扰动和系统自身参数摄动的问题,提出一种全过程都具有鲁棒性的滑模控制,让状态轨迹全程沿着滑模面运动。同时,针对滑模控制会产生抖振的缺点,采用双曲正切函数柔化控制输入信号,以达到实现直线同步电动机数控机床磁悬浮平台精确控制的目的。在Matlab环境下对控制系统进行仿真分析,结果表明在该控制策略下,可控励磁直线电动机磁悬浮伺服系统对外部扰动和自身参数摄动具有良好的鲁棒性,并且减小系统的抖振,从而验证该控制方法的有效性。     

基于加速度补偿的龙门移动式镗铣床双直线电动机滑模解耦同步控制研究

针对龙门移动式镗铣床同步伺服问题进行了研究,并用两台直线电动机作为龙门柱纵向进给的传动机构。为了实现速度同步,采用滑模控制策略对双电动机同步伺服系统进行鲁棒解耦控制。并通过检测龙门框架不平行时所产生的应力变化来实现加速度动态补偿,以消除滑模控制的抖振现象,进一步提高同步精度。仿真结果表明该控制方案具有很强的鲁棒性,在不对称负载的条件下能实现动态同步。     

永磁直线同步电动机垂直运输系统模糊控制策略的研究

根据垂直运动永磁直线同步电动机的特点及数学模型,建立了系统的仿真模型,并初步把模糊控制策略引入到控制系统中,实现电机的速度控制.仿真实验结果表明,和PI控制比较,引入模糊控制策略的系统具有良好的控制特性,有效地提高了永磁直线电机垂直运输系统运行的稳定性、可靠性.     

基于零相位误差跟踪的直线伺服系统重复控制

永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统在跟踪周期性输入时,PMLSM的端部效应和摩擦力所造成的周期性推力波动影响系统的跟踪精度。同时,电动机本身所存在的响应滞后会造成输入与输出之间的相位差,影响系统的跟踪性能。为达到零相位误差跟踪的目的,速度控制器采用伪微分前馈反馈(PDFF),位移控制器采用零相位误差跟踪重复控制(ZPETRC),将重复控制(RC)和零相位误差跟踪控制(ZPETC)相结合,重复控制用以抑制周期性跟踪误差,零相位误差跟踪控制用以减小系统的相位差,实现对周期性输入信号的精确跟踪。理论推导与仿真结果表明,该控制方案有效地抑制PMLSM伺服系统的周期性跟踪误差,补偿了时间滞后所造成的相位误差,使系统对周期性输入信号具有良好的跟踪特性。     

基于学习的2x/y直线进给轴圆轮廓误差精密补偿方法

为了提高龙门2x/y直线进给轴联动的圆轮廓精度,对进给轴联动圆轮廓误差的测量、评价和补偿方法进行研究。分析直线电动机驱动的进给轴联动过程存在圆轮廓偏差的原因及其补偿的复杂性,给出一种基于学习的联动轴圆轮廓误差在线精密补偿方法,此方法通过双光束激光干涉仪动态精密测量x/y联动轴的实时坐标值,应用最小二乘圆方法评价确定理想圆,接着通过与理想圆轴坐标位置的比较,计算得到轴向偏差学习样本,建立基于最小二乘支持矢量回归机(Least square support vector regression,LS-SVR)方法的轴向偏差离线识别模型,通过模型的在线回归计算确定联动进给过程的偏差补偿量,给出补偿量控制输出策略与补偿系统构建方案,在自构建的直线进给轴平台上进行在线补偿试验。结果表明应用该方法对2x/y直线进给轴联动的轴向偏差进行在线补偿,可使圆轮廓精度提高68.7%。     

非圆数控车削基于DSP的直线电动机控制器设计

车削加工非圆工件时,需要X轴跟踪主轴运动做协调往复运动。为满足进给机构控制系统实时性要求,设计了基于DSP的直线电动机控制器。提出采用FIFO机制与上位机接口板进行SPI高速通讯的通讯机制。对控制器的硬件结构与软件系统进行了设计。     

直线电动机应用于数控机床的共性技术研究

为了提高直线电动机在数控机床上的应用水平,对直线电动机应用于数控机床的共性技术问题作了讨论。以减小电动机推力波动为目标,提出了有限元法与差异进化算法相结合的电机结构优化方法,阐述了直线电动机的选型计算步骤,研究了直线伺服系统的智能控制策略,对直线电动机工作台的定位误差补偿技术作了比较。最后列出了其他一些值得关注的问题。     

直线电动机应用于数控机床的共性技术研究

为了提高直线电动机在数控机床上的应用水平,对直线电动机应用于数控机床的共性技术问题作了讨论。以减小电动机推力波动为目标,提出了有限元法与差异进化算法相结合的电机结构优化方法,阐述了直线电动机的选型计算步骤,研究了直线伺服系统的智能控制策略,对直线电动机工作台的定位误差补偿技术作了比较。最后列出了其他一些值得关注的问题。     

基于DSP的永磁同步电机控制系统

直接转矩控制(DTC)是一种高性能的电机控制方法,它根据磁通和转距的要求,直接选择逆变器的开关顺序,使电机在最佳状态下运行.本文作者设计了一套基于TMS320F240 DSP芯片的永磁同步电机直接转距控制系统,介绍了其原理、软硬件结构及工作流程.实验结果证明了设计方案的可行性和系统的优良性能.     

双转台五坐标机床RTCP功能的研究

五轴加工中由于旋转运动的影响,会产生非线性误差.RTCP(绕刀具中心点旋转)功能可使数控系统自动对旋转轴的运动进行实时线性补偿,从而保证插补点始终位于编程轨迹上.在深入分析双转台五坐标机床运动原理的基础上,介绍了一种集成RTCP功能的插补算法,并在MATLAB中做了仿真计算.计算结果表明该算法可以有效减小非线性误差.     

基于压电叠层振动的一种直线电机的设计

设计了一种利用压电叠层的微幅振动的新型压电直线电机。分析了非共振状态下电机的工作机理,设计了电机的定子结构和总体结构。利用有限元软件对驱动足进行仿真分析,得到了柔性结构的最佳尺寸。制作了样机并进行测试,试验表明电机的运行速度随激励频率和激励电压的增加而增加,且在一定阈值内近似成线性关系。当驱动电压峰峰值为100 V、频率为1.6 kHz时,电机的空载速度可达2.8 mm/s,最大推力可达3.5 N。该电机工作频带宽、驱动电压低,对电机的结构精度和加工精度要求不高。     

进给系统刚度对数控机床死区误差影响

通过一端固定安装和两端固定安装两种方式分别建立力学模型,针对数控机床半闭环机构系统地阐述了机床进给系统死区误差来源,定义了死区误差,分析了进给系统的拉压刚度和扭转刚度对死区误差影响,通过实例分析,验证了死区误差的来源,提出了减小死区误差的改进措施。     

进给系统刚度对数控机床死区误差影响

通过一端固定安装和两端固定安装两种方式分别建立力学模型，针对数控机床半闭环机构系统地阐述了机床进给系统死区误差来源，定义了死区误差，分析了进给系统的拉压刚度和扭转刚度对死区误差影响，通过实例分析，验证了死区误差的来源，提出了减小死区误差的改进措施。