直线电机的线性自抗扰控制

光刻机的工件台是高动态精密伺服运动平台,它要求在系统高速运动的同时,采用长行程直线电机宏动跟随音圈电机高精密微动的驱动方式,实现系统纳米级的精确定位及跟踪。为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的跟踪精度。针对该系统的直线电机模型设计了一种线性自抗扰控制方法,该方法的控制器首先通过扩张状态观测器观测系统的动态变化,补偿系统中的各种扰动,再运用前馈对系统的跟踪误差进行补偿,减小系统的动态跟踪误差。在此复合控制方式下,控制器实现了自抗扰控制,前馈控制器很好的补偿了误差,从而提高了系统的抗干扰和跟踪性能。实验表明,该方法与传统的控制方法相比,改善了系统的动态性能和抗干扰能力。     

基于自学习非线性PID的音圈电机精密定位系统

基于音圈电机的精密宏微气浮运动系统，是一种能克服接触摩擦和行程限制的新型精密定位系统。针对系统中用于精密定位的音圈电机受到内外扰动从而影响系统最终定位精度的问题，在建立起音圈电机数学模型的基础上，设计了基于反正弦函数的自学习非线性PID控制器，利用自学习算法对非线性增益函数的增益系数进行实时调整。完成算法设计与仿真后，在搭建的系统平台分别进行了微动台短行程定位和宏微动台的长行程定位实验。仿真和实验结果表明，与传统PID控制器相比较，自学习非线性PID控制器的使用有效提高了系统的鲁棒性和定位精度，系统对位置指令响应迅速无超调，控制精度达到了亚微米级。     

预测前馈补偿在0．1um光刻机硅片台长行程电机控制中的应用

0．1um光刻机硅片台在扫描曝光过程中要求纳米级的轨迹精度，采用直线电机承担大行程粗动控制和洛沦磁电机承担高精度微动控制的复合运动能满足要求．为减小微动电机的运动范围和加速度，必须提高直线电机的位置控制精度．介绍了高精度永磁直线交流同步电机的IP位置控制算法，提出采用最优预测前馈补偿，提高实时跟踪性能，增强抗干扰能力，以满足直线电机的高速度高精度位置控制要求．     

长行程直线电机的迭代学习控制

光刻机工件台在扫描曝光过程中要求纳米级的定位精度，采用长行程直线电机粗动加洛仑兹电机高精密微动补偿的6自由度复合运动系统能满足要求。为减小微动电机的运动范围和加速度，必须提高直线电机的轨迹跟踪精度。提出了一种开闭环D型迭代学习控制律改善永磁直线同步电动机(PMLSM)的轨迹跟踪性能。控制器由三部分组成：PID控制器用来提高系统对扰动和参数变化的鲁棒性；前馈补偿器可提高系统的实时跟踪性能；迭代学习控制器则通过执行重复任务来不断向理想的控制信号逼近。实验结果表明，这种控制方法可以有效提高系统的轨迹跟踪精度。     

感应电机并联运行矢量控制系统仿真研究

针对两台并联电机参数和负载不平衡的情况，在单台电机矢量控制数学模型的基础上，建立了两台并联感应电机在d-q坐标系下的数学模型，给出了基于平均转子磁通进行定向的矢量控制策略，利用定子电流的q轴分量控制两台电机的平均转矩，d轴分量兼顾控制平均转子磁通和偏差转矩。仿真结果表明，系统具有较好的动态、稳态性能。     

异步电机并联运行磁场定向控制

针对两台电机参数和负载不一致的情形,在原有单台电机磁场定向矢量控制模型的基础上,推导出适合一个逆变器控制两台电机的磁场定向控制模型.该方法考虑了电机参数的不同及电机定子电流的不一致,基于转子平均磁链进行定向,以两台电机的定子平均电流为控制目标,定子电流的d轴分量控制平均转子磁链,q轴分量控制平均电磁转矩.理论分析、仿真结果和实验结果表明了该控制方法的正确性和可行性.     

自适应模糊PID控制的异步电机并联运行方法的研究

在单台电机磁场定向矢量控制模型的基础上,运用平均的方法,推导出一个逆变器控制两台电机的磁场定向控制模型.该数学模型在矢量控制思想的核心下,利用定子电流的q轴分量控制电机的平均电磁转矩,d轴分量控制平均转子磁通.由于PI控制在交流调试系统中的局限性,采用模糊控制方法对交流异步电机系统进行控制,给出自适应模糊PID设计过程...     

惠普Photosmart 3108彩色全功能一体机 SPT让“喷墨”挑战“激光”

当今“喷打”市场竞争激烈,加 上受到“激打”的挤压,有人悲观地 认为喷墨打印是否走到了尽头?由 于工作关系,最近我试用了惠普 Photosmart 3108一体机,该机是采 用惠普最新SPT全维打印引擎的喷 墨打印机,同时集成了高精度的 CCD扫描元件,配合出色的照片打 印、扫描、彩色复印和彩色传真,称 得上一台真正的多功能机。 Photosmart 3108主要面向家庭用户 的照片打印需求,为6色喷墨设计, 4×6英寸彩色照片(即普通6寸相 片)打印仅需14秒!     

超精密六自由度微动台耦合动力学建模及分析

多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)运动控制系统中,自由度耦合是影响系统运动性能的关键因素。因此,为实现运动系统高速度下纳米级定位精度和轨迹跟踪精度,需要从控制对象内部的耦合机理出发,建立耦合模型,并在此基础上建立动力学模型,实现系统内部的力学解耦。该文研究对象是一种无接触式六自由度微动台,此微动台有8个洛伦兹电机提供驱动力,且竖直方向具有重力平衡装置。基于微动台的结构模型和控制要求,建立了2类主要耦合模型:位置相关耦合和力相关耦合。其中,位置相关解耦连接控制点到质心,力相关解耦连接质心到各驱动力。最后进行了实验验证,实验结果证明了动力学模型的可行性和有效性。     

基于双模态控制的异步电机并联运行方法的研究

针对两台电机参数和负载不一致的情形,在原有单台电机磁场定向矢量控制模型的基础上,结合平均的思想,推导出适合一个逆变器控制两台电机的磁场定向控制模型。该数学模型在矢量控制思想的核心下,利用定子电流的q轴分量控制电机的平均转矩,d轴分量控制平均转子磁通。由于PI控制和模糊滑模变结构控制在交流调试系统中的局限性,利用它们的各自优点,采用双模态控制方法对交流异步电动机系统进行控制。仿真结果表明,无论在启动时负荷不均衡、运行时负荷不均衡还是运行时负荷均衡情况下,该系统都能平稳运行,且具有较好的动态、稳态性能。该方案的研究对轨道交通意义较大。     

数码印花机承印物运动控制系统仿真研究

承印物输送是数码喷墨印花机的主要组成部分,为了提高数码喷墨印花机的稳定运行,对承印物运动控制系统进行MATLAB/Simulink仿真。首先阐述了印花机承印物运动控制系统的基本原理,对伺服电机和步进电机的特点做出了对比分析;然后介绍了永磁同步电机伺服控制原理;最后对数码喷墨印花承印物运动控制系统进行了建模并对永磁同步电机驱动采用SVPWM控制系统运行进行了仿真分析,从而实现了承印物运动系统速度响应快、转速、转矩控制性能好。实验结果表明,该方法在一定程度上提高了数码喷墨印花承印物运动伺服系统印花的精度和稳定性。     

硬盘驱动器两级磁头伺服系统的精确定位

为了获得硬盘驱动器系统较快的寻道速度和较高的定位精确度,采用音圈电机作为第一级致动器控制磁头进行粗定位,微致动器作为第二级致动器控制磁头臂实现精定位和磁道跟踪.在建立硬盘驱动器系统模型并将复合非线性反馈控制律应用于此模型的基础上进行仿真实验.结果表明,磁头能实现快速精确的定位,其性能优于采用简单的线性反馈控制律所获得的控制效果.     

模糊自抗扰控制的双音圈电机同步伺服系统

在双音圈电机同步系统中,由于音圈电机独特的分体式结构,其中一个电机的外部干扰对另一个电机的耦合作用尤为明显。针对该问题,提出了一种基于交叉耦合控制器(CCC)和模糊自抗扰控制器(Fuzzy-ADRC)的位置同步控制方案。利用自抗扰控制器(ADRC)对音圈电机伺服系统中的扰动总和进行估计与补偿;为进一步提高系统鲁棒性,设计Fuzzy-ADRC实现ADRC的参数自适应调整。此外,设计CCC消除双电机同步过程中的耦合现象,实现双电机伺服同步控制。仿真结果表明,所设计的控制系统能够明显提高各电机跟踪精度和同步精度,控制效果良好。     

直线音圈电机的神经网络PID控制

音圈电机具有动态响应快、精度高等一系列优点,近年来,音圈电机被广泛应用在高性能的直接驱动式伺服阀领域里.分析了音圈电机的数学模型并设计了基于音圈电机的直驱阀阀芯位置控制系统.针对直驱阀存在负载扰动的影响,提出了一种基于BP神经网络PID的位置控制策略,它既有神经网络控制良好的动态特性又保持了PID控制的高速稳定性,并且能在线调整.仿真结果表明,所提出的基于BP神经网络PID的位置控制策略能够实现系统的良好控制性能,具有很好的鲁棒性.     

音圈电机位置伺服系统电流驱动器的两种设计方法研究

分析音圈电机数学模型的基础上,在Matlab的Simulink环境中建立了音圈电机位置伺服系统的仿真模型,伺服系统采用三闭环系统,其中位置环和速度环采用PI控制,电流环根据两种驱动方式分别采用PWM斩波实现和功率放大器实现,通过试验仿真,对两种驱动方法进行了比较。试验表明,PWM斩波控制实现的驱动器适合做低频较大位置跟踪,功率放大器方法实现的驱动器适合做小位置时的无差高频位置跟踪。     

采用DSP和FPGA直驱阀用音圈电机驱动控制系统

针对直驱阀用音圈电机控制系统的性能要求,以及现有电机驱动控制器存在的不足,提出一种基于浮点数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的驱动控制器结构方案.根据系统驱动控制所需功能以及DSP和FPGA各自的特点,进行了功能划分.其中:DSP作为主处理器,主要负责完成上电自检、系统初始化、通讯、以及位置环计...     

基于LabVIEW FPGA的音圈电机神经网络控制方法

音圈电机是一种常用的高动态性能驱动器。为了优化、简化不同音圈电机的控制算法调试过程,提出了一种基于LabVIEW FPGA的改进RBF神经网络控制算法。该网络采用3-输入的3层网络结构,通过梯度下降法对隐含层权值系数更新,实现对音圈电机的电流环控制。仿真结果表明,随着隐含层节点数增加,RBF神经网络控制算法性能将优于单神经元自适应控制算法。当隐含层节点数为6时,系统电流上升时间为14μs,相对于单神经元自适应控制缩短了26.3%。将该算法用于激光精密指向系统,实验结果表明,隐含层4节点时,电流上升时间为25μs。实验结果与仿真结果较吻合,验证了RBF神经网络算法的有效性。     

硬盘磁头快速精确定位伺服控制系统的设计

针对以音圈电机作为伺服机构的硬盘磁头定位伺服系统的性能要求,设计了一个参数化的控制器并进行仿真和实验研究。在控制设计中,采用一种复合非线性反馈(CNF)控制技术,以提高控制系统的瞬态性能,达到快速的响应和低超调;通过设计一个降阶观测器对伺服系统中的未知扰动进行估计及补偿,消除扰动可能带来的稳态跟踪误差。仿真和实验结果表明硬盘磁头可以实现对目标磁道快速准确的定位。参数化设计的伺服控制器具有通用性,可推广应用到其他伺服系统。     

音圈电机研究及应用综述

音圈电机是特种直线电机,是一种将电能直接转化为直线或者圆弧运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置,其工作原理与扬声器的音圈类似。音圈电机具有体积小、重量轻、高加速度、高速度、快速响应、推力均匀等优良性能。介绍了音圈电机的设计与选用的理论基础,并阐述了音圈电机的技术工作原理、结构形式、设计方案、控制方法和热平衡分析。给出了音圈电机的设计计算方法,并对音圈电机的应用场合进行了详细介绍。     

直流电机电枢线圈的加工工装

主要介绍Z4系列直流电机电枢线圈的加工,并制作了一系列专用工装对电枢线圈的拉制成型进行控制,使电枢线圈的直线度、绝缘度等质量要求得到了很好的保障。