音圈电机伺服系统模糊PID控制

以音圈电机工作原理分析为基础,给出其动态数学模型.采用模糊推理方法对PID参数进行修正,设计了一种参数自整定模糊PID控制器,并应用于音圈电机驱动摆扫反射镜系统.通过对伺服系统进行仿真分析,验证了所设计的模糊PID控制器是可行的,且显示出其较好的自适应性和鲁棒性.     

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.     

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。     

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。     

基于Ansoft的音圈电机设计与研制

提出并设计了以音圈电机作为直接驱动的应用于半导体封装设备LED全自动固晶机摆臂系统Z轴的实现方案,以达到高速、高精度响应及节约成本。通过对固晶机摆臂系统Z轴动力学建模求得电机所需推力,以电磁场计算为基础,基于Ansoft建立音圈电机有限元模型,计算出磁感应强度的矢量分布,根据计算结果设计样机,并选择PI作为速度环控制器,PID作为位置环控制器的双环控制架构对样机进行实验研究。仿真和实验结果证明了设计方案的有效性。     

电动车用开关磁阻电机转矩控制器设计与优化

电动汽车用开关磁阻电机转矩动态特性对电动汽车整车动力性能与乘坐舒适性能起着至关重要的作用。为了降低开关磁阻电机转矩脉动,提高其平均转矩,达到优化转矩动态特性的目的,在MATLAB/Simulink环境中建立了开关磁阻电机非线性动态模型;利用动态模型仿真数据确立了电机转矩动态性能与转速、关断角之间的函数关系;以降低转矩脉动,提高平均转矩为目标,建立了最优关断角与转速之间的函数关系;设计了基于可变关断角的转矩优化控制器。仿真结果表明,本文建立基于可变关断角的转矩优化控制器能很好地降低转矩脉动,提高平均转矩,达到了优化开关磁阻电机转矩动态特性的目的。     

线圈前移式直线音圈电机的设计与分析

针对直线音圈电机出力密度不高的问题,提出了线圈前移式电机结构。通过改变电机出力特性曲线,使其向右移动到合适位置,从而获得更大的平均出力密度以及更小的推力波动。采用磁路分析法推导该线圈前移式直线音圈电机在工作行程范围内的出力表达式,并分析其出力特性曲线。此外,通过有限元法仿真研究音圈电机的音圈前移量对电机平均出力的变化规律,从而分析确定前移量的理论优化值。最后,在理论与仿真的基础上,制作了实验样机,实验结果表明该样机的出力特性曲线与理论仿真结果基本一致,证明了线圈前移式结构在提高直线音圈电机平均出力和出力密度方面具有非常重要的意义。     

音圈电机的电磁场计算与分析

介绍了音圈电机的结构;以电磁场计算为基础,分析了磁路和电路参数对电机性能的影响;根据计算结果设计了一台样机,并进行了实验研究.仿真和实验结果验证了利用数值计算进行音圈电机设计的有效性.     

MF型音圈电机滑模-自抗扰控制研究

针对系统外部不确定扰动及内部摩擦力等非线性特性对MF型音圈电机控制系统的影响,提出了基于滑模控制与自抗扰控制结合的复合控制。建立了基于改进LuGre动态摩擦力电机模型,设计了内环采用PI控制的双闭环控制,其中外环在系统远离滑模面时采用滑模控制实现快速响应,到达滑模面趋近平衡点时采用自抗扰控制消除抖振,提高系统稳定性和控制精度。通过与PID控制以及滑模控制对比的仿真和试验数据表明:提出的滑模-自抗扰控制显著提升了MF型音圈电机阶跃响应时间、相位滞后时间、控制精度,同时系统对负载变化以及噪声具有较强的抗扰性和鲁棒性。     

超声波电机离散采样迭代学习逆控制

以离散采样的超声波电机迭代学习控制系统为对象,分别从时域和频域两个角度,对离散采样迭代学习控制器的动态特性进行分析,推导其单调收敛的判据,为控制器的设计提供理论基础和设计原则。基于推导结果,设计超声波电机离散迭代学习控制器。仿真和实验结果表明,所提控制策略及控制器设计方法有效,控制效果良好,对负载间歇跳变等外加非重复扰动具有适应能力。     

音圈电机伺服系统PWM功率驱动器

为了提高音圈电机伺服系统的控制性能,设计了基于集成功率器件和现场可编程门阵列的PWM功率驱动器。采用LMD18200作为电机驱动器,设计了开关型功率驱动电路。以FPGA为控制核心,采用Verilog HDL硬件编程方法,实现了数字控制器的模块化设计。实验结果表明,在PWM功率驱动器的作用下,电流环快速跟踪电流变化,音圈电机伺服系统满足系统性能要求。     

基于可变论域模糊控制矢量控制系统的研究

根据感应电机矢量控制的基本原理,设计了一种基于可变论域模糊控制的高性能感应电机速度控制器,该控制器可以动态地改变输入模糊集的论域.构造了感应电机基于该模糊速度控制器的矢量控制系统,基于Matlab/Simulink环境进行了大量的仿真实验,仿真实验验证了基于可变论域模糊速度控制器的矢量控制系统的有效性与优越性.     

直驱阀用音圈电机的模糊非线性PID控制

针对基于音圈电机的直驱阀系统中存在液动力负载扰动对系统的稳、动态性能有较大影响的问题,以及经典PID控制所存在的不足,在建立基于音圈电机的直驱阀系统数学模型的基础上,提出一种位置环/电流环的双闭环控制结构.位置环采用非线性PID(Nonlinear PID,NLPID)控制,给出了位置环模糊NLPID控制器的具体设计方...     

轴向磁路旋转式音圈电机的磁场计算与综合设计

介绍了轴向磁路式旋转音圈的原理和等效磁路,给出了电机设计的基本参数约束条件。利用有限元软件Ansoft进行了模型仿真与性能计算,并分析了音圈电机的电枢反应。给出了不同左右定子底座材料时的气隙磁密、最大力矩和重量的计算结果对比。该文对音圈电机的工程应用具有参考价值。     

音圈直线电动机设计、控制及应用综述

音圈直线电动机具有限行程和直接驱动的特性以及线性控制、高加速度、快速响应等特点,特别适合用于短行程的闭环伺服应用.讨论了音圈直线电机的结构及工作原理,分析了音圈直线电动机的设计与控制方法,最后介绍了其应用情况和研究动态.     

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。     

两自由度动磁式音圈电机设计与仿真

设计了一种能够实现两自由度运动的动磁式音圈电机。介绍了该电机的结构形式和工作原理,对该电机的磁路进行了理论分析与有限元仿真,两者结果相差约10%,验证了理论分析的正确性。最后进行了加工测试,验证了该音圈电机能够实现高速高频响运动。     

电动车交流感应电机电流控制器设计方法

针对电动车交流感应电机控制,详细介绍了基于矢量控制的电流控制器设计方法和控制参数计算方法。同时为了提高调试效率,使控制器参数能够更快更好的匹配实际电机,本文基于交流感应电机数学模型,提出了一种采用公式计算的PI参数设计方法。最后通过对控制系统进行稳定性分析和simulink仿真,验证了所设计的电流控制器具有很好的稳态和动态性能。     

一种往复开关磁阻直线电机的设计与控制

以往复活塞式压缩机为应用背景,提出了一种具有简单结构及单方向力驱动的往复式开关磁阻直线电机,并基于有限元方法进行了电机的参数化设计。针对开关磁阻电机的非线性电磁力及磁链特性,基于三维有限元方法分析了电机的位置/电流/电磁力和位置/电流/磁链特性。针对此单方向力驱动的电机提出了一种综合控制策略,其由"推秋千"控制器、PI电流控制器、行程控制器及平衡位置控制器组成。"推秋千"控制器控制电机电流的导通时刻,以保证电机动子在其机械谐振频率上运行,PI电流控制器通过脉宽调制开关功放控制电机电流,行程控制器及平衡位置控制器分别控制行程和平衡位置。在有限元分析和参数测试的基础上,在Matlab/Simulink环境中建立了电机、压缩机及控制系统的仿真模型,并以此分析了给定行程下,控制系统控制直线电机驱动压缩机的动态性能。最后进行了实验测试,并与仿真结果进行了比较,结果相一致,验证了所设计的电机及所提出的控制策略的可行性和有效性,其中的"推秋千"控制器能够使电机动子在其谐振频率上运行。     

光刻机光头调焦音圈电机的结构设计

以对光刻机刻蚀光头调焦时圈电机的设计的实际经验为例,阐述了音圈电机结构的设计原则,设计了两种结构的音圈电机,一种是采用氟塑料套筒,另一种采用滚珠导套。文中对这两种音圈电机的性能进行了分析。实验结果证明,最终选定的音圈电机结构具有良好而稳定的性能。