高精度永磁直线同步电动机伺服系统鲁棒位置控制器的设计 被引量：41

1

作者 郭庆鼎 周悦 郭威 《电机与控制学报》 EI CSCD 1998年第4期208-212,共5页

详细地介绍了高精度、微进给永磁直线交流同步电动机（ＰＭＬＳＭ）驱动系统鲁棒位置控制器的设计。首先，在空载情况下，由静态实验获得非线性摩擦系数模型，通过前馈摩擦补偿器补偿非线性摩擦。其次，由递推最小二乘估计器ＲＬＳ和负... 详细地介绍了高精度、微进给永磁直线交流同步电动机（ＰＭＬＳＭ）驱动系统鲁棒位置控制器的设计。首先，在空载情况下，由静态实验获得非线性摩擦系数模型，通过前馈摩擦补偿器补偿非线性摩擦。其次，由递推最小二乘估计器ＲＬＳ和负载扰动力观测器构成的估计器，估计动子质量、粘滞摩擦系数和负载扰动力。设计积分—比例ＩＰ位置控制器以满足跟踪指令和抑制扰动。将观测的负载扰动力前馈，进一步增强系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 直线同步电动机 永磁电机 伺服系统 位置控制器

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直线电动机伺服系统的鲁棒H_∞控制 被引量：7

2

作者 蓝益鹏 郭庆鼎 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期54-58,共5页

对具有时变不确定性的直线电动机伺服系统提出鲁棒H∞ 控制。将时变参数不确定系统的鲁棒H∞ 控制问题 ,转化成一个等价的、不包含任何参数不确定性的线性时不变系统的标准H∞ 控制问题 ;对标准H∞ 控制问题 ,可通过求解代数Riccati矩... 对具有时变不确定性的直线电动机伺服系统提出鲁棒H∞ 控制。将时变参数不确定系统的鲁棒H∞ 控制问题 ,转化成一个等价的、不包含任何参数不确定性的线性时不变系统的标准H∞ 控制问题 ;对标准H∞ 控制问题 ,可通过求解代数Riccati矩阵方程的对称正定解求得控制器 ,也就是不确定系统的鲁棒H∞ 控制器。仿真结果表明 ,用该方法设计的直线伺服系统 ,既能保证系统对外部扰动具有良好的抑制作用 ,又能保证对参数不确定性的鲁棒性。 展开更多

关键词 直线电动机 伺服系统 不确定系统 鲁棒H∞控制 标准H∞控制

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基于DSP的全数字式永磁同步直线电动机伺服系统 被引量：1

3

作者 何川 左健民 +2 位作者 汪木兰 李宁 林健 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第11期120-122,共3页

根据高档数控机床对伺服系统高速度、高精度和高动态性能的需求,介绍了一种以数字信号处理器(DSP)为控制器核心,以智能功率模块(IPM)为驱动器,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术的全数字式永磁同步直线电动机(PMLSM)伺服系统。详细... 根据高档数控机床对伺服系统高速度、高精度和高动态性能的需求,介绍了一种以数字信号处理器(DSP)为控制器核心,以智能功率模块(IPM)为驱动器,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术的全数字式永磁同步直线电动机(PMLSM)伺服系统。详细说明了伺服系统控制器、驱动器和检测电路的结构,阐述了直线电动机矢量控制的原理,分析了直线伺服系统的软件结构及主程序和定时中断服务子程序的流程。由于伺服系统硬件结构的简化,使得伺服系统具有较高的可靠性和适应性。 展开更多

关键词 永磁同步直线电动机 伺服系统 数字信号处理器 智能功率模块 空间矢量脉宽调制

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机床进给用直接驱动直线伺服电动机 被引量：12

4

作者 夏加宽 刘晓霞 +2 位作者 王成元 刘裕先 李东 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2003年第4期8-11,共4页

针对现代数控机床高速、高精发展趋势 ,分析了机床进给系统应用直线电动机的优缺点。阐述了不同结构类型直线电动机的特点及其相应的应用场合。

关键词 直线电动机 伺服系统 直接驱动 数控机床

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交流永磁直线伺服系统的滑模双自由度控制研究

5

作者 孙宜标 关新 +2 位作者 郭庆鼎 戴朝辉 田志勇 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2001年第6期471-474,共4页

针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统,提出一种将线性双自由度控制与非线性滑模控制相结合的鲁棒控制策略.内环采用的双自由度控制结构可使扰动得到很大程度的抑制,但还存在余差.外环采用的滑模控制保证了系统的快速跟踪性能,并可以消... 针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统,提出一种将线性双自由度控制与非线性滑模控制相结合的鲁棒控制策略.内环采用的双自由度控制结构可使扰动得到很大程度的抑制,但还存在余差.外环采用的滑模控制保证了系统的快速跟踪性能,并可以消除内环的余差,使系统具有更强的鲁棒性.同时,双自由度控制中的反馈控制器又能削弱滑模控制的抖振,保证了系统的稳态性能.仿真实验结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性, 展开更多

关键词 滑模控制 双自由度控制 直接驱动 交流永磁直线伺服系统 鲁棒性

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双模糊神经网络的滑模控制感应电动机伺服驱动研究

6

作者 王瑞明 蒋静坪 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2008年第2期26-29,67,共5页

根据感应电动机伺服驱动系统高性能的要求,设计了一种基于双模糊神经网络的滑模控制的感应电动机伺服驱动系统。控制策略具有设计过程简单、意义清晰、鲁棒性好等优点,对于参数未知、时变、负载扰动大的伺服系统,它是一种有效的实时控... 根据感应电动机伺服驱动系统高性能的要求,设计了一种基于双模糊神经网络的滑模控制的感应电动机伺服驱动系统。控制策略具有设计过程简单、意义清晰、鲁棒性好等优点,对于参数未知、时变、负载扰动大的伺服系统,它是一种有效的实时控制策略。仿真和实验结果表明:该控制策略大大提高了系统的高速响应能力,鲁棒性强,系统具有较好的动、静态性能和抗干扰能力,是开发高精度、高性能交流伺服系统的一条有效途径。 展开更多

关键词 滑模控制器 感应电动机 伺服系统 双模糊神经网络

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基于Sugeno型模糊神经网络和互补滑模控制器的双直线电机伺服系统同步控制 被引量：26

7

作者 金鸿雁 赵希梅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第13期2726-2733,共8页

针对高精密直驱龙门定位平台的双直线电机伺服系统的位置同步控制问题,提出一种Sugeno 型模糊神经网络(SFNN)同步补偿器和互补滑模控制器(CSMC)相结合的控制方法。建立了含有参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性的永磁直线同步电机(PM... 针对高精密直驱龙门定位平台的双直线电机伺服系统的位置同步控制问题,提出一种Sugeno 型模糊神经网络(SFNN)同步补偿器和互补滑模控制器(CSMC)相结合的控制方法。建立了含有参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性的永磁直线同步电机(PMLSM)动态模型,采用广义滑模面和互补滑模面相结合的方式来设计CSMC。CSMC 可有效抑制参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性的影响,削弱传统滑模控制器(SMC)存在的抖振现象,减小系统的跟踪误差,实现高精度位置跟踪。同时,利用SFNN 同步补偿器解决双直线电机间动态参数不匹配问题及耦合现象,SFNN 同步补偿器可对每个轴进行误差补偿,从而减小位置同步误差,保证系统实现同步控制。实验结果表明,该控制方法可明显减小系统的跟踪误差和同步误差,进而改善轮廓加工精度。 展开更多

关键词 双直线电机伺服系统 Sugeno型模糊神经网络 互补滑模控制器 不确定性 同步控制

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基于推力观测器的直线式交流伺服系统滑模变结构控制 被引量：35

8

作者 孙宜标 郭庆鼎 石丽梅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第2期1-5,共5页

针对直线式直接驱动交流伺服系统，提出了一种新型滑模变结构控制方案。通过负载推力观测器的设计和扰动的前馈补偿，有效地削弱了变结构控制产生的抖振。在系统滑模设计中，采用积分补偿法进一步削弱系统的抖振。仿真和实验结果表明，... 针对直线式直接驱动交流伺服系统，提出了一种新型滑模变结构控制方案。通过负载推力观测器的设计和扰动的前馈补偿，有效地削弱了变结构控制产生的抖振。在系统滑模设计中，采用积分补偿法进一步削弱系统的抖振。仿真和实验结果表明，该方案不但克服了直线式永磁同步机推力波动对系统性能的影响，而且对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 滑模控制 直线电动机 交流伺服系统 推力观测器

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基于神经网络的永磁直线同步电动机推力波动补偿的仿真研究 被引量：10

9

作者 张宏伟 康润生 +1 位作者 王新环 王福忠 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期299-302,共4页

通过分析永磁直线同步电动机推力波动机理(PMLSM),指出引起PMLSM的推力波动的主要原因,并提出了在系统控制指令中叠加补偿指令的推力波动抑制方法。本文运用BP神经网络,建立了波动力估计模型,实现了波动推力补偿指令的计算。仿真结果表... 通过分析永磁直线同步电动机推力波动机理(PMLSM),指出引起PMLSM的推力波动的主要原因,并提出了在系统控制指令中叠加补偿指令的推力波动抑制方法。本文运用BP神经网络,建立了波动力估计模型,实现了波动推力补偿指令的计算。仿真结果表明该方案能有效地抑制PMLSM推力波动对系统的影响,具有很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁直线同步电动机 人工神经网络 伺服系统 推力波动补偿 仿真

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基于滑模和神经网络的永磁直线伺服系统控制 被引量：11

10

作者 孙宜标 郭庆鼎 孙荣斌 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2002年第5期399-404,共6页

针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略 .该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾 .滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能 ;神经网络... 针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略 .该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾 .滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能 ;神经网络输出反馈控制器对系统参数变化和阻力扰动 (包括直线电机的端部效应力 )进行很大程度的抑制 ,并可以削弱滑模控制的抖振对系统稳态性能的影响 .仿真结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时 。 展开更多

关键词 永磁直线伺服系统 直线伺服 直接驱动 端部效应 双自由度控制 滑模控制 神经网络控制

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永磁直线伺服系统专家自适应PID控制的研究 被引量：9

11

作者 林健 汪木兰 +1 位作者 左健民 宋丽蓉 《现代制造工程》 CSCD 2008年第1期48-50,100,共4页

研究专家自适应比例积分微分(PID)控制器在直线电动机伺服系统中的应用,并利用MATLAB/Simulink平台进行数字仿真。结果表明,与常规PID控制相比,提出的控制器提高了直线电动机伺服系统的静态和动态性能,使电动机在负载发生改变时的转速... 研究专家自适应比例积分微分(PID)控制器在直线电动机伺服系统中的应用,并利用MATLAB/Simulink平台进行数字仿真。结果表明,与常规PID控制相比,提出的控制器提高了直线电动机伺服系统的静态和动态性能,使电动机在负载发生改变时的转速超调量减小,且转速更快地趋于稳定,是一种控制思想简洁、硬件实现方便的闭环控制调节方案。 展开更多

关键词 永磁直线伺服电动机 伺服系统 专家自适应PID控制

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交流直线伺服系统的模糊滑模变结构控制 被引量：4

12

作者 孙宜标 郭庆鼎 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2002年第4期317-321,共5页

针对直接驱动的交流直线伺服系统,提出了一种模糊滑模变结构控制方案.在常规的滑模控制中引入模糊控制,可以有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振,而不牺牲滑模控制系统对参数变化和负载扰动的强鲁棒性.模糊滑模控制策略消除了永磁直线... 针对直接驱动的交流直线伺服系统,提出了一种模糊滑模变结构控制方案.在常规的滑模控制中引入模糊控制,可以有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振,而不牺牲滑模控制系统对参数变化和负载扰动的强鲁棒性.模糊滑模控制策略消除了永磁直线同步电机的端部效应引起的推力波动,大大地提高了伺服系统的定位精度.仿真结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,并具有良好的动、静态性能. 展开更多

关键词 交流直线伺服系统 永磁直线同步电动机 直接驱动 滑模变结构控制 模糊控制

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直线电动机在数控机床中应用的特殊性问题研究 被引量：4

13

作者 潘超 左健民 汪木兰 《机床与液压》 北大核心 2007年第10期55-59,共5页

直线电动机不需经过任何中间转换机构就可直接进行直线驱动,是现代数控机床高速、高精度伺服系统进给驱动的理想部件。详细讨论了直线电动机在数控机床上应用过程中的特殊性问题,包括直线电动机的选型、与机床本体的结构对接、电动机的... 直线电动机不需经过任何中间转换机构就可直接进行直线驱动,是现代数控机床高速、高精度伺服系统进给驱动的理想部件。详细讨论了直线电动机在数控机床上应用过程中的特殊性问题,包括直线电动机的选型、与机床本体的结构对接、电动机的发热与冷却、导轨的选择和工作台的轻化等,还分析了直线电动机的端部效应、防磁措施、法向磁吸力和伺服控制策略以及其它一些相关的特殊性问题,并提出了相应的解决方法。 展开更多

关键词 直线电动机 数控机床 伺服系统

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稀土永磁同步电动机的双结构控制研究 被引量：3

14

作者 齐蓉 林辉 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期151-154,共4页

对于转速精度高、调速范围宽,且要求平滑无级调速的稀土永磁同步电动机,为兼顾稳态和动态性能,使位置换向和时间换向相的优点都得以发挥,提出两种控制方式相结合的双结构控制方案,采用逆变器直流侧电压和控制端电压分别控制的策略,研究... 对于转速精度高、调速范围宽,且要求平滑无级调速的稀土永磁同步电动机,为兼顾稳态和动态性能,使位置换向和时间换向相的优点都得以发挥,提出两种控制方式相结合的双结构控制方案,采用逆变器直流侧电压和控制端电压分别控制的策略,研究两种控制方式下的切换条件、控制过程和实现方法.系统以TMS320F240 DSP芯片为核心,提出软件伺服策略,在线计算实现两种控制结构的平滑切换及电机调速控制,克服失步现象,满足精度要求。 展开更多

关键词 稀土永磁同步电动机 双结构控制 DSP芯片 伺服系统

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机床用直线伺服系统改进型ADRC设计 被引量：3

15

作者 刘春芳 臧斌 王丽梅 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第4期65-68,71,共5页

针对永磁直线电机伺服系统存在纹波推力扰动、负载扰动、摩擦力扰动和其他不确定性扰动,文章提出了一种双闭环改进型自抗扰控制器优化设计方法。针对永磁直线同步电机(PMLSM)系统,设计了速度环和位置环自抗扰控制器,并对一阶自抗扰控制... 针对永磁直线电机伺服系统存在纹波推力扰动、负载扰动、摩擦力扰动和其他不确定性扰动,文章提出了一种双闭环改进型自抗扰控制器优化设计方法。针对永磁直线同步电机(PMLSM)系统,设计了速度环和位置环自抗扰控制器,并对一阶自抗扰控制器(ADRC)进行了优化,在保证控制器性能的前提下,省略掉ADRC模型中的非线性跟踪微分器(TD)环节,同时为有效降低模型复杂程度,减小算法计算量,采用线性比例调节代替非线性状态反馈控制律(NLSEF),实现了永磁直线同步电机的改进型双闭环自抗扰控制。仿真结果表明,该自抗扰控制器能够很好的解决强耦合和非线性问题,能够提高系统的响应速度,减小稳态误差且无超调,对负载扰动、电机参数变化具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 自抗扰控制器 数控机床 直线伺服系统 抗干扰 扩张状态观测器 双闭环控制 鲁棒性

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磁悬浮永磁直线同步电动机的有限元分析 被引量：3

16

作者 蓝益鹏 李成军 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第6期606-610,共5页

针对数控机床直线电动机驱动系统中动子与导轨之间的摩擦问题,提出采用直接磁悬浮永磁直线同步电动机实现无摩擦进给的方法.该电动机的动子上有两套绕组,一套为推力绕组,用于产生电磁推力;另一套为悬浮绕组,用于产生可控的磁悬浮力.采用... 针对数控机床直线电动机驱动系统中动子与导轨之间的摩擦问题,提出采用直接磁悬浮永磁直线同步电动机实现无摩擦进给的方法.该电动机的动子上有两套绕组,一套为推力绕组,用于产生电磁推力;另一套为悬浮绕组,用于产生可控的磁悬浮力.采用Maxwell应力张量法推导了电动机的电磁推力和悬浮力的数学模型,并采用Ansoft对不同永磁材料电动机的电磁推力和磁悬浮力进行有限元分析.计算结果验证了数学模型的正确性,证明了采用磁悬浮双绕组永磁同步电动机实现无摩擦进给的可行性. 展开更多

关键词 直线驱动 磁悬浮永磁直线同步电动机 双绕组 电磁推力 磁悬浮力 应力张量法 有限元分析 无摩擦进给

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双通道永磁同步伺服系统的容错性能 被引量：12

17

作者 周元钧 刘宇杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期98-102,共5页

航空双通道永磁同步伺服系统由双绕组永磁同步电动机与两套功率电路组成,在一个通道故障时能够实现容错工作模式,以提高系统的任务可靠性。论文研究了该电动机容错工作模式下静态和动态特性、允许工作电流和转矩,通过仿真分析了伺服系... 航空双通道永磁同步伺服系统由双绕组永磁同步电动机与两套功率电路组成,在一个通道故障时能够实现容错工作模式,以提高系统的任务可靠性。论文研究了该电动机容错工作模式下静态和动态特性、允许工作电流和转矩,通过仿真分析了伺服系统在容错模式下电机功率损耗与控制性能的关系。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 容错工作 双通道交流伺服系统

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低速永磁直线同步电动机的失步预防控制策略研究 被引量：1

18

作者 王福忠 荆鹏辉 张洪涛 《工矿自动化》 2009年第11期46-49,共4页

永磁直线同步电动机在运行过程中是否失步是决定其稳定运行的关键。通过对永磁直线同步电动机的力角特性分析,文章提出了一种改变电压和改变压频比相结合的电动机失步预防控制策略,即运用双模态模糊控制器实现电动机的失步预防控制。仿... 永磁直线同步电动机在运行过程中是否失步是决定其稳定运行的关键。通过对永磁直线同步电动机的力角特性分析,文章提出了一种改变电压和改变压频比相结合的电动机失步预防控制策略,即运用双模态模糊控制器实现电动机的失步预防控制。仿真结果表明,该策略具有算法简单、控制品质好等优点,可以有效地避免永磁直线同步电动机失步的发生,具有较高的应用价值。 展开更多

关键词 永磁直线同步电动机 低速电动机 力角特性 失步 预防控制 双模态模糊控制

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直接磁悬浮永磁直线电动机无摩擦进给的研究 被引量：1

19

作者 蓝益鹏 赵辉 梁中华 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2010年第11期125-128,共4页

提出采用直接磁悬浮永磁直线电动机来消除数控机床进给系统的摩擦阻力实现无摩擦进给,对直接磁悬浮永磁直线电动机的结构和磁悬浮原理进行了论述,建立了磁悬浮永磁直线电动机的磁场分层模型,在此基础上,从磁场能量出发通过虚位移法推导... 提出采用直接磁悬浮永磁直线电动机来消除数控机床进给系统的摩擦阻力实现无摩擦进给,对直接磁悬浮永磁直线电动机的结构和磁悬浮原理进行了论述,建立了磁悬浮永磁直线电动机的磁场分层模型,在此基础上,从磁场能量出发通过虚位移法推导出磁场和电磁力的表达式。利用Ansoft Maxwell 2D瞬态电磁场计算软件,对直接磁悬浮永磁直线电动机的空载磁场,以及负载运行时的气隙磁密和电磁力进行仿真研究。结果表明,采用直接磁悬浮永磁直线同步电动机实现数控机床无摩擦进给是可行的。 展开更多

关键词 直接磁悬浮 永磁直线电动机 无摩擦进给 双绕组 数控机床

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直线电动机驱动的大排量潜油抽油泵及其应用 被引量：8

20

作者 王祥立 司高锋 《石油机械》 北大核心 2012年第1期78-80,共3页

为提高机械采油系统效率,开发了直线电动机驱动的大排量潜油抽油泵。这种抽油泵由双作用柱塞泵和直线电动机2部分组成,双作用柱塞泵置于直线电动机下端,由直线电动机的动子带动其柱塞上下运动进行采油。介绍了装置的结构组成、工作原理... 为提高机械采油系统效率,开发了直线电动机驱动的大排量潜油抽油泵。这种抽油泵由双作用柱塞泵和直线电动机2部分组成,双作用柱塞泵置于直线电动机下端,由直线电动机的动子带动其柱塞上下运动进行采油。介绍了装置的结构组成、工作原理和技术参数,对其关键构件大推力直线电动机、电动机保护器和双作用抽油泵的结构和性能特点做了简要的分析。大庆油田2口井的现场试验结果表明,直线电动机驱动的大排量潜油抽油泵可以明显提高机械采油系统的系统效率,节约电力能源,降低生产成本,是一种值得推广的节能采油设备。 展开更多

关键词 抽油泵 双作用泵 直线电动机 大排量 节能

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