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悬浮导向混合励磁直线电机的法向偏移自抗扰控制
1
作者 许孝卓 毕征 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第S1期254-263,共10页
针对无绳电梯用双边初级混合励磁直线同步电机(HEDPLSM)在垂直运行过程中存在法向气隙波动,引起双边磁拉力不平衡、轮轨间磨损严重的问题,提出HEDPLSM法向偏移改进型自抗扰控制方法,有效提升特殊工况下系统响应速度,提升系统抗扰能力。... 针对无绳电梯用双边初级混合励磁直线同步电机(HEDPLSM)在垂直运行过程中存在法向气隙波动,引起双边磁拉力不平衡、轮轨间磨损严重的问题,提出HEDPLSM法向偏移改进型自抗扰控制方法,有效提升特殊工况下系统响应速度,提升系统抗扰能力。建立表征HEDPLSM励磁电流调磁特性的法向力解析模型,针对法向偏移控制系统为恒值控制系统以及电机启动前存在初始法向偏移,采用函数发生器代替传统的微分跟踪器改进线性自抗扰法向偏移控制器,为系统安排过渡过程。在初始气隙不平衡工况下,采用改进型自抗扰控制策略的上升时间分别缩短45.7%和9.5%;调整时间分别缩短70.8%和61.1%,最大超调量分别降低95.5%和89.6%;在500N阶跃扰动工况下,调整时间分别缩短51.9%和30%,最大超调量分别降低50.9%和38.6%。仿真结果表明,本文所提改进型自抗扰气隙调衡控制策略可有效提升系统抗扰能力,消除系统的扰动稳态误差。 展开更多
关键词 混合励磁直线电机 直线电机法向力 直线电机气隙调节 磁悬浮控制 线性自抗扰控制 微分跟踪器
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综采工作面整体三维空间直线度评估研究
2
作者 刘堃 宋宇科 +3 位作者 谢嘉成 王丽杰 王学文 王永峰 《工矿自动化》 北大核心 2025年第10期69-77,共9页
现有综采工作面直线度评估方法采用平面直线度,通过液压支架或刮板输送机单一装备信息描述直线度,且未考虑外部因素和装备间的相对关系,无法准确、全面反映实际工况下综采工作面的直线度情况。针对上述问题,提出了一种综采工作面整体三... 现有综采工作面直线度评估方法采用平面直线度,通过液压支架或刮板输送机单一装备信息描述直线度,且未考虑外部因素和装备间的相对关系,无法准确、全面反映实际工况下综采工作面的直线度情况。针对上述问题,提出了一种综采工作面整体三维空间直线度评估方法。在三维空间条件下,基于三级坐标体系,利用刮板输送机、液压支架群自身轨迹与自身直线度基线的偏差程度评估单一综采装备直线度,在此基础上,融合煤层曲面与装备偏差、浮动连接机构推进误差,完成对综采工作面整体三维空间直线度的评估。该方法采用三维空间直线度,相较二维平面直线度可减小误差,有效消除平面投影导致的形态失真效应;采用整体装备直线度,可以有效解决单一装备直线度无法全面表达综采工作面整体情况的问题;考虑煤层装备耦合关系、刮板输送机窜动量,可使直线度求解与评估更接近实际工况,显著提高直线度求解与评估的精度。实验结果表明,采用所提方法得到的直线度评估结果与标准差方法较为接近,验证了其准确性,此外,通过多方面偏差评估,可实时动态分析某时刻可能对直线度造成影响的因素所在并及时调整。 展开更多
关键词 综采工作面 综采装备 三维空间直线度 整体装备直线度 整体空间直线度
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基于FPGA的直线检测设计与实现 被引量：1
3
作者 薛浪 曾庆立 +2 位作者 周佳凯 钟戴元 唐瑞东 《现代电子技术》 北大核心 2025年第9期43-48,共6页
针对直线检测算法在软件平台上处理速度慢、资源耗费大的问题,利用现场可编程门阵列(FPGA)的并行处理能力和流水线执行特性,提出一种基于硬件平台实现的直线检测方案。主要包括两个部分:优化的Canny边缘检测方法和空间参数并行化的Houg... 针对直线检测算法在软件平台上处理速度慢、资源耗费大的问题,利用现场可编程门阵列(FPGA)的并行处理能力和流水线执行特性,提出一种基于硬件平台实现的直线检测方案。主要包括两个部分:优化的Canny边缘检测方法和空间参数并行化的Hough变换算法。具体为:采用快速中值滤波对图像进行平滑处理,以避免过度平滑导致精度下降;在非极大值抑制过程中只考虑4个方向,并在Hough变换中改写参数方程,使用查找表存储0°~90°的角度值,减少了硬件资源的消耗;设计了Hough变换的并行处理结构,使其在单个时钟周期内完成直线参数的计算和投票统计,加快了计算速度;将硬件平台提取的直线参数导入Matlab中进行直线拟合,以实现直线检测。实验结果表明,提出的直线检测方法在速度上快于传统软件实现的方法,在检测准确度上两者都达到了预期效果,为自动驾驶系统中准确快速检测车道线提供了一定的参考和应用价值。 展开更多
关键词 FPGA 直线检测 CANNY边缘检测 中值滤波 HOUGH变换 直线参数
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中国原子能科学研究院直线加速器技术发展与创新
4
作者 杨京鹤 范雨轩 +3 位作者 朱志斌 张立锋 向益淮 王国宝 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第9期1958-1967,共10页
直线加速器是核科学与技术应用的重要装置,中国原子能科学研究院(简称原子能院)自建院以来,已经历70余年的直线加速器技术的发展与创新,在加速器的多学科、多应用领域取得重要成果,并由此带动了我国核科学技术基础研究和应用技术的发展... 直线加速器是核科学与技术应用的重要装置,中国原子能科学研究院(简称原子能院)自建院以来,已经历70余年的直线加速器技术的发展与创新,在加速器的多学科、多应用领域取得重要成果,并由此带动了我国核科学技术基础研究和应用技术的发展。本文在回顾直线加速器发展历程的基础上,重点阐述近十年原子能院围绕直线加速器的技术创新和应用拓展,梳理了原子能院电子直线加速器从固定型号的定型产品到能量可调、紧凑小型等系列化新型加速器的不断创新发展、强流质子直线加速器在多脉冲模式实验平台建设以及超导技术的突破,并进一步展望未来原子能院直线加速器的技术发展趋势以及战略发展方向,以期继续引领创新,满足新形势下国家核科技快速发展的需要。 展开更多
关键词 电子直线加速器 质子直线加速器 加速结构 加速器技术
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定子分段直线感应电机推进系统非线性解耦建模方法
5
作者 徐飞 史黎明 +1 位作者 李子欣 李耀华 《电工技术学报》 北大核心 2025年第4期1023-1033,共11页
定子分段直线感应电机在超高速电磁推进领域具有较好的应用前景,然而多相直线感应电机定子与动子耦合程度快速时变、供电切换晶闸管开关电流过零关断、供电电缆阻抗随动子位置变化等非线性特性显著,导致现有建模方法难以准确实时地模拟... 定子分段直线感应电机在超高速电磁推进领域具有较好的应用前景,然而多相直线感应电机定子与动子耦合程度快速时变、供电切换晶闸管开关电流过零关断、供电电缆阻抗随动子位置变化等非线性特性显著,导致现有建模方法难以准确实时地模拟系统电磁暂态过程。该文将直线感应电机系统依据能量转换特性划分为有效转换、无效转换和电源三部分,采用多相电机定子空间矢量解耦建模和虚拟动子磁链方法,实现了晶闸管与直线电机、电机定子与动子之间的解耦,并建立了数学模型。硬件在环实验结果表明,数学模型无迭代实时运算步长低至500ns,原理样机实验结果表明,数学模型与物理实验误差小于7%,验证了数学模型的快速性和准确性,研究成果可为超高速直线感应电机推进系统高性能控制提供建模基础。 展开更多
关键词 分段供电 多相直线感应电机 晶闸管开关 非线性特性 实时模型
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高速直线感应电机自学习抗扰控制策略
6
作者 徐飞 姜新宇 +2 位作者 李子欣 史黎明 李耀华 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1771-1783,共13页
高速直线感应电机在跨声速运行时,激波非定常特性引发的抖振现象易导致电机动子速度测量受到强烈不确定扰动,推力控制失稳、跨声速运行失败。该文首先建立了高速直线感应电机自学习数学模型,由历史实验数据学习电机模型参数,依据数学模... 高速直线感应电机在跨声速运行时,激波非定常特性引发的抖振现象易导致电机动子速度测量受到强烈不确定扰动,推力控制失稳、跨声速运行失败。该文首先建立了高速直线感应电机自学习数学模型,由历史实验数据学习电机模型参数,依据数学模型对直线感应电机动子速度进行高精度多步预测。其次由预测速度与传感器量测速度构建滚动预测矩阵,提出基于矩阵列向量变异程度的量测速度可信度计算方法。最后依据预测速度、量测数据及可信度值加权运算,提出不确定扰动下高速直线感应电机自学习抗扰控制策略。仿真结果验证了自学习抗扰控制策略对短时不确定扰动有较好的抑制效果,在跨声速时修正速度与实际速度误差小于0.7%,有效解决了不确定扰动导致的电流分量偏离和推力失稳问题,原理样机实验结果验证了控制策略对不确定扰动抑制的有效性。 展开更多
关键词 不确定扰动 直线感应电机 抗扰控制 自学习模型
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基于二维有限元参数提取的轨道交通用直线感应电机运行特性计算方法
7
作者 卓邦麟 叶志浩 +1 位作者 魏锟 陈诚 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第4期21-27,共7页
为了解决目前在电机设计阶段对电机性能分析快速性与精确性不能很好兼顾的矛盾,提出了一种兼具快速与精确的轨道交通用直线感应电机电磁性能计算方法。首先,采用二维涡流场有限元模型提取直线感应电机等效电路参数;然后,在此基础上对边... 为了解决目前在电机设计阶段对电机性能分析快速性与精确性不能很好兼顾的矛盾,提出了一种兼具快速与精确的轨道交通用直线感应电机电磁性能计算方法。首先,采用二维涡流场有限元模型提取直线感应电机等效电路参数;然后,在此基础上对边端效应、次级集肤效应进行修正得到考虑边端效应的电机等效电路;最后,使用三维瞬态场有限元模型计算结果验证等效电路的准确性。研究结果表明:该方法能够减少有限元计算时间成本,适用于中低速、大尺寸直线感应电机的设计与优化。 展开更多
关键词 直线感应电机 二维有限元参数提取 直线电机参数修正
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直线电机−钢丝绳复合提升系统异类多电机协同驱动控制策略
8
作者 鲍久圣 张磊 +4 位作者 庄吉庆 牛振勇 阴妍 刘同冈 刘帅 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期631-644,共14页
随着浅部煤炭资源的日益枯竭与煤矿高效率集约化发展,矿井提升系统正逐步朝着超深井与大载荷方向发展,传统矿井提升系统难以解决提升深度增加、钢丝绳加长和负载加大导致的提升效能下降与可靠性降低的难题。基于直线电机垂直推进技术原... 随着浅部煤炭资源的日益枯竭与煤矿高效率集约化发展,矿井提升系统正逐步朝着超深井与大载荷方向发展,传统矿井提升系统难以解决提升深度增加、钢丝绳加长和负载加大导致的提升效能下降与可靠性降低的难题。基于直线电机垂直推进技术原理,设计了直线电机−钢丝绳复合提升系统,重点对复合提升系统的异类多电机协同驱动控制策略进行了仿真和试验研究。首先,基于煤矿领域目前最大的50 t载煤箕斗进行增量设计,对直线电机与钢丝绳复合提升系统进行了总体方案设计,包括直线电机的初次级结构布置和箕斗增载提升设计等;其次,选定永磁同步电机(PMSM)和永磁直线电机(PLMSM)2种驱动电机的控制策略,分别搭建了单电机闭环矢量控制和多PLMSM同步控制的仿真模型,并对多PLMSM同步控制性能进行了仿真分析;再次,提出了“T−v控制策略”和“F−ω控制策略”2种异类多电机协同驱动控制策略,分别搭建了2种控制策略下的复合提升系统机−电耦合动力学模型,并根据提升系统实际应用工况分别对2种协同控制策略下系统动态特性进行了仿真分析;最后,研制了直线电机−钢丝绳复合提升系统原理样机,通过开展实验室试验验证了旋转电机与直线电机协同控制策略的可行性和有效性。研究结果表明:直线电机−钢丝绳复合提升系统可在原有钢丝绳提升系统的基础上额外增加34%的载煤量,以满足煤矿高效提升需求;通过仿真试验与原理样机试验对比T−v控制策略和F−ω控制策略可得,在T−v控制策略下,PLMSM作为提升系统的速度控制对象,PMSM仅需恒定转矩,提升系统具有异类电机协同控制精度高、钢丝绳张力变化幅值小等优点;在F−ω控制策略下,PMSM作为提升系统的速度控制对象,虽然存在着异类电机速度同步误差大的不足,但多台PLMSM仅需提供恒定推力,可简化复合提升系统的控制结构,适合于协同控制精度要求不高的低成本场景使用。 展开更多
关键词 矿井提升机 永磁同步电机 永磁直线电机 复合提升 协同控制
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直线导轨式隔震装置的设计与性能研究
9
作者 赵守江 柏文 《地震工程学报》 北大核心 2025年第1期50-59,共10页
为确保馆藏文物的地震安全,研制出一款新型直线导轨式隔震装置,采用振动台试验和理论分析方法对其有效性进行验证。首先阐述装置的构造和工作机理,推导出装置的刚度和黏滞阻尼系数表达式;然后制作原型样机并通过振动台试验验证其隔震有... 为确保馆藏文物的地震安全,研制出一款新型直线导轨式隔震装置,采用振动台试验和理论分析方法对其有效性进行验证。首先阐述装置的构造和工作机理,推导出装置的刚度和黏滞阻尼系数表达式;然后制作原型样机并通过振动台试验验证其隔震有效性;最后依据所测基本参数,建立装置单向水平隔震系统的动力方程并开展数值分析。结果表明,该隔震装置结构简单、性能可靠,具有摩擦系数低、起滑加速度阈值小,以及刚度和阻尼灵活可调的特点;它可以在满足位移限值的情况下达到设定隔震目标,且自复位效能力强、残余位移小。装置理论分析结果与试验实测动力响应吻合程度高,且吻合程度随地震动峰值的提高而进一步增强。该理论分析方法可以用于指导装置参数设计和隔震性能评估。 展开更多
关键词 文物 隔震 直线导轨式 振动台试验 数值模拟
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基于模糊变增益的直线磁力驱动系统超螺旋滑模控制
10
作者 孙凤 代雪飞 +5 位作者 赵川 王鑫 裴文哲 金俊杰 徐方超 周冉 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期1003-1012,共10页
针对直线磁力驱动系统的位置跟踪精度易受外部扰动等不确定因素影响以及滑模控制中的抖振问题,提出一种基于模糊变增益的超螺旋滑模控制策略.首先,介绍直线磁力驱动系统的工作原理,建立含扰动的直线磁力驱动系统数学模型;其次,使用超螺... 针对直线磁力驱动系统的位置跟踪精度易受外部扰动等不确定因素影响以及滑模控制中的抖振问题,提出一种基于模糊变增益的超螺旋滑模控制策略.首先,介绍直线磁力驱动系统的工作原理,建立含扰动的直线磁力驱动系统数学模型;其次,使用超螺旋滑模算法设计速度控制器,实现系统精确、快速的收敛,并通过Lyapunov函数证明系统稳定性,进一步地,使用模糊算法对超螺旋滑模增益进行自适应调节;最后,对所提复合控制方法进行实验验证.结果表明:基于模糊变增益的超螺旋滑模控制位置跟踪精度高,响应速度快;相对于超螺旋滑模控制,阶跃位置跟踪响应时间缩短28%,稳态误差从3μm减小到1μm,并且没有抖振现象;正弦位置跟踪相位差减小13%,位置跟踪精度提升14%;方波位置跟踪有更好的动态性能;施加扰动后,系统到达稳态时间减小13%,受到负载之后的延迟时间减小80%,抗扰性能大幅提升. 展开更多
关键词 直线磁力驱动系统 超螺旋滑模控制 模糊控制 自适应增益 高精度位置跟踪
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基于主方向摄动的电火花直线轴联动加工效率研究
11
作者 刘家豪 罗学科 +6 位作者 刘建勇 李殿新 杨晓宇 张慧杰 李若冰 寇鹏远 王高博 《航空制造技术》 北大核心 2025年第14期122-129,共8页
基于电火花联动加工算法的实现机理进行了建模与试验研究,探究了电火花直线轴多轴联动加工效率与单轴加工效率的差异性。根据多种联动需要和电火花加工自身工艺特点,设计开发了主方向摄动插补算法,与传统逐点比较法插补相比可提升联动... 基于电火花联动加工算法的实现机理进行了建模与试验研究,探究了电火花直线轴多轴联动加工效率与单轴加工效率的差异性。根据多种联动需要和电火花加工自身工艺特点,设计开发了主方向摄动插补算法,与传统逐点比较法插补相比可提升联动加工效率。通过分析消耗的加减速时间以及连续运动时间,比较非放电和放电两种条件下单轴与联动插补的效率。结果表明,通过基于主方向摄动算法与插补轴逐级耦合的方式实现多轴联动是可行的;多轴联动与单轴运动相比有着较大幅度效率损失,非放电情况下,二轴联动的效率损失最大值约25.47%,三轴联动的效率损失最大值约46.30%,结果的波动受单轴连续进给比例影响。放电情况下,在本组试验中,将该直线插补算法与逐点比较法的材料去除速率进行对比,二轴联动提升约7.91%,三轴联动提升约11.92%。 展开更多
关键词 直线轴联动 电火花数控机床 直线插补 主方向摄动 联动加工效率
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基于仿生物理模型的椭圆囊直线加速度生物力学响应
12
作者 龚俊杰 项广成 +1 位作者 姜亚妮 边义祥 《医用生物力学》 北大核心 2025年第2期462-469,共8页
目的 构建透明可视化的人体椭圆囊仿生模型,探究椭圆囊直线加速度的生物力学响应。方法 采用3D打印技术和PVA-明胶复合水凝胶制作方法,成功制备了与人体比例为10∶1的可视化椭圆囊物理模型。通过对该模型进行变加速和变方向刺激实验,探... 目的 构建透明可视化的人体椭圆囊仿生模型,探究椭圆囊直线加速度的生物力学响应。方法 采用3D打印技术和PVA-明胶复合水凝胶制作方法,成功制备了与人体比例为10∶1的可视化椭圆囊物理模型。通过对该模型进行变加速和变方向刺激实验,探究椭圆囊囊斑的生物力学响应。结果 在1~5 Hz正弦往复直线激励下,仿生囊斑的响应振幅从4.11μm增长至48.82μm;仿生囊斑的响应振幅随着加速度的增加而线性增长。此外,囊斑还表现出对特定方向加速度的响应变形差异。结论 制备的仿生椭圆囊模型能够准确模拟人体椭圆囊的工作机制,有望为前庭功能障碍的病理研究提供新途径,并为仿生技术在生物医学工程领域的应用拓展新方向。 展开更多
关键词 前庭系统 椭圆囊 囊斑 仿生模型 直线加速度 生物力学响应
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抓取木叉捆Jansen连杆的直线平夹机器人手设计
13
作者 张森 张加成 +2 位作者 黄辉 刘玉童 赵辉 《森林工程》 北大核心 2025年第5期1025-1033,共9页
机器人抓取方式种类繁多,在木叉生产过程中,木叉捆长度较长,侧面呈平面且高度较小,传统机器人手抓取效果并不理想。根据木叉捆的特点,采用末端直线平夹方式进行抓取更为适合。针对这一问题,提出一种采用Jansen连杆原理的直线平夹机器人... 机器人抓取方式种类繁多,在木叉生产过程中,木叉捆长度较长,侧面呈平面且高度较小,传统机器人手抓取效果并不理想。根据木叉捆的特点,采用末端直线平夹方式进行抓取更为适合。针对这一问题,提出一种采用Jansen连杆原理的直线平夹机器人手(Jansen手指),旨在实现平夹抓取时末端沿直线轨迹运动。Jansen手指通过Jansen连杆机构实现末端的直线运动,并通过平行四连杆机构确保手指末端在夹取过程中保持稳定可靠。通过理论分析与仿真试验结果表明,Jansen手指能够实现末端稳定地沿直线进行夹取,满足木叉捆生产过程中的需求。 展开更多
关键词 木叉捆 机器人手 直线平夹 Jansen连杆 动力学
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相邻直线电机边端效应及电磁力特性分析
14
作者 张敏 骆淑娟 +1 位作者 曹毅 罗世辉 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期842-850,共9页
直线感应电机在中低速磁浮列车应用中两两相邻,磁场相互干涉.为探究磁场干涉对相邻电机电磁力特性的影响,首先,基于麦克斯韦方程组建立相邻电机各区域矢量磁位方程,利用边界条件对各区域矢量磁位进行求解;然后,推导得到相邻电机气隙磁... 直线感应电机在中低速磁浮列车应用中两两相邻,磁场相互干涉.为探究磁场干涉对相邻电机电磁力特性的影响,首先,基于麦克斯韦方程组建立相邻电机各区域矢量磁位方程,利用边界条件对各区域矢量磁位进行求解;然后,推导得到相邻电机气隙磁场、牵引力和法向力表达式,分析相邻电机磁场干涉对电机电磁力的影响,并利用有限元仿真对理论模型进行检验;最后,研究电机间距和滑差频率对相邻电机电磁力的影响.研究结果表明:2台电机边端效应引起的行波相互影响,前一台电机(LIM1)受后一台电机(LIM2)影响较小,而LIM2则受LIM1影响较大;LIM2牵引力和法向力均随间距的变化产生波动,间距越小,滑差频率也越小,波动幅度越大,LIM2电磁力受间距影响波动幅度越大;当滑差频率为8 Hz、速度为160 km/h、电流为400 A时,LIM2牵引力相较LIM1最大可增加83%;LIM2法向力最大可减小6.6 kN,将大大减轻悬浮系统的负担. 展开更多
关键词 中低速磁浮 直线感应电机 间距 滑差频率 电磁力
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无铁心管状永磁直线电机多分辨率鲁棒性模型预测推力控制
15
作者 徐磊 陈楠 +3 位作者 朱孝勇 范志祥 张超 孟盛龙 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期101-112,共12页
针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影... 针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影响规律。在此基础上,引入超螺旋滑模自适应律,搭建一种多分辨率磁链预测模型,在不同速度和位置下对IT-PMSL电机永磁磁链值进行计算,提高磁链计算速度和准确性的同时有效减小控制系统的计算负担,进而实现磁链和推力的在线预测。接着,利用载荷角构造无权重系数的价值函数,避免价值函数的影响,有效提高模型预测推力控制的鲁棒性。最后,搭建IT-PMSL电机驱动控制系统,通过仿真和实验验证所提多分辨率模型预测推力控制的有效性。 展开更多
关键词 无铁心管状直线电机 永磁电机 多分辨率 磁链预测模型 模型预测推力控制 超螺旋滑模自适应律
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初级分离式U型永磁开关磁链直线电机特性分析及优化
16
作者 许孝卓 王雪 +1 位作者 杜宝玉 赵运基 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第9期84-93,136,共11页
针对Spoke型永磁励磁的初级分离式开关磁链直线电机(SPM-PPFSLM)底部漏磁导致的永磁体利用率低、推力波动大等问题,提出一种聚磁式U型永磁励磁的初级分离式永磁开关磁链直线电机(UPM-PPFSLM)。分析UPM-PPFSLM的拓扑结构及其工作机理;利... 针对Spoke型永磁励磁的初级分离式开关磁链直线电机(SPM-PPFSLM)底部漏磁导致的永磁体利用率低、推力波动大等问题,提出一种聚磁式U型永磁励磁的初级分离式永磁开关磁链直线电机(UPM-PPFSLM)。分析UPM-PPFSLM的拓扑结构及其工作机理;利用有限元法研究关键结构参数对UPM-PPFSLM电磁性能的影响,对比分析UPM-PPFSLM与SPM-PPFSLM的电磁特性;以平均推力和推力波动为优化目标,结合Kriging代理模型与MOPSO多目标优化算法对UPM-PPFSLM进行多目标优化;通过添加端部辅助齿,并对端齿参数进行优化,从而削弱定位力。结果表明,UPM-PPFSLM的U型聚磁结构有效改善了漏磁现象,强化了气隙磁场,相对SPM-PPFSLM推力增加13.7%,推力波动降低28.6%,显著提升了电机的电磁性能;优化后UPM-PPFSLM的平均推力提升了5.8%,推力波动降低了33.3%,且经端部优化后定位力削弱了45.4%。 展开更多
关键词 永磁开关磁链直线电机 初级分离式 U型永磁 电磁特性 多目标优化
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基于ESM-REKF的直线电机无差拍预测电流控制
17
作者 林健 孙冀婷 +1 位作者 周磊 姜武杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期110-115,共6页
永磁同步直线电机(PMSLM)无差拍预测电流控制(DPCC)在实际系统中受采样延时和电机参数失配的影响,电流跟踪精度下降,从而引起推力波动,为此提出一种基于扩张状态建模(ESM)和抗差扩展卡尔曼滤波(REKF)的无差拍预测电流控制策略。首先,对P... 永磁同步直线电机(PMSLM)无差拍预测电流控制(DPCC)在实际系统中受采样延时和电机参数失配的影响,电流跟踪精度下降,从而引起推力波动,为此提出一种基于扩张状态建模(ESM)和抗差扩展卡尔曼滤波(REKF)的无差拍预测电流控制策略。首先,对PMSLM电气子系统的扰动进行分析,借鉴扩张状态观测器的思想,将扰动作为一个高阶积分器以构建ESM;其次,结合ESM设计包含参数变化扰动估计的EKF,在此基础上,为了抑制粗差对状态估计的影响,设计抗差误差协方差阵,从而得到ESM-REKF的扰动估计方法;最后,利用电流预测值和扰动估计值对DPCC进行改进与补偿。仿真和实验结果表明,相对传统DPCC,所提控制策略在标称值下,电流谐波畸变率降低了约5.38%;在电感参数失配下,电流谐波畸变率降低了约9.38%,电磁推力的超调下降了约7%,明显削减采样延时和参数失配对电流预测精度的影响,实现对电流快速准确地跟踪,有效抑制推力波动。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 无差拍预测电流控制 扩展卡尔曼滤波器 抗差
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基于等价输入干扰补偿的永磁直线同步电机H_(∞)预见重复控制
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作者 孙宜标 张锐 王丽梅 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第10期1957-1967,共11页
永磁直线同步电机(PMLSM)应用在周期性高精度位置伺服时,容易受到以周期性端部效应推力波动和参数摄动为主的不确定性因素的影响,因此提出一种基于等价输入干扰补偿的永磁直线同步电机H_(∞)预见重复控制的方法.首先在前馈补偿环节中引... 永磁直线同步电机(PMLSM)应用在周期性高精度位置伺服时,容易受到以周期性端部效应推力波动和参数摄动为主的不确定性因素的影响,因此提出一种基于等价输入干扰补偿的永磁直线同步电机H_(∞)预见重复控制的方法.首先在前馈补偿环节中引入预见补偿器和误差补偿项,用于减小重复控制器在第1个控制周期内正反馈延迟环节不作用引起的跟踪误差;然后基于滑模观测器设计了等价输入干扰(SMO-RCEID)补偿器对PMLSM的端部效应推力波动以及参数摄动等不确定性进行补偿;最后通过李雅普诺夫稳定性理论结合线性矩阵不等式(LMI)导出二维连续/离散混合模型描述的H_(∞)预见重复控制系统和SMO-RCEID补偿器稳定的条件,并且求解出系统的控制器增益和观测器的增益.仿真结果表明该方法具有良好的跟踪性能和干扰抑制能力. 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 预见控制 重复控制 等价输入干扰 线性矩阵不等式 二维连续/离散混合系统
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基于多周期角位移测量变换的直线位移测量装置
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作者 韩庆阳 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第6期28-31,共4页
为满足航天相机调焦系统对电机旋转周期和直线位移绝对测量的需求,设计了一种可记录绝对周期数的角位移测量装置,进而实现绝对直线位移测量。首先,在传统绝对式光电位移测量原理的基础上,将数字电位器加入到角位移测量系统中,为周期数... 为满足航天相机调焦系统对电机旋转周期和直线位移绝对测量的需求,设计了一种可记录绝对周期数的角位移测量装置,进而实现绝对直线位移测量。首先,在传统绝对式光电位移测量原理的基础上,将数字电位器加入到角位移测量系统中,为周期数的记录提供了硬件基础。其次,提出了多周期绝对角位移测量的信号处理方法,并通过硬件电路实现对数字电位器的电阻漂移补偿。再次,提出以多周期角位移测量为基础,实现直线位移测量的方法,同时为了消除因扰动带来的多周期计数错误,提出抗扰动校正算法,提高环境适应力,增强鲁棒性。最后,对直线位移误差与单周期角位移误差之间的关系进行分析,并进行测试。为测试所提出方法,设计了外径为40 mm、高度为20 mm的直线位移测量装置。通过测试表明:所设计的实验装置的直线位移量程为20.48 cm,分辨率为0.05μm,误差最大值为0.65μm,最小值为-0.39μm,峰峰值为1.04μm,均方根误差为0.28μm。 展开更多
关键词 直线位移 多周期角位移 数字电位计 抗扰动校正算法 误差公式
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一种特殊位形直线机构图解综合与性能评价
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作者 张云文 纪奇研 +1 位作者 刘凯 杨朔飞 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期554-562,570,共10页
梯形四杆直线机构是一种具有特殊位形的近似直线机构,其过定点时连杆曲线为近似直线、且连杆平行于机架,在多足机器人领域具有较好的应用前景。为了完善和简化此类机构轨迹综合方法,在解析法基础上,研究其图解综合方法。基于无限接近运... 梯形四杆直线机构是一种具有特殊位形的近似直线机构,其过定点时连杆曲线为近似直线、且连杆平行于机架,在多足机器人领域具有较好的应用前景。为了完善和简化此类机构轨迹综合方法,在解析法基础上,研究其图解综合方法。基于无限接近运动几何学理论并结合公式与图解,证明了在一定条件下,梯形四杆直线机构特殊位形和曲率驻点曲线蜕化之间互为充要条件;提出了一种图解综合方法,在给定鲍尔点位置和直线运动方向前提下,各铰链位置和各连杆尺度可通过平面作图确定,并编写Matlab程序验证了所提方法。在此基础上提出了机构直线性能评价指标“直线段相位比”,列举了不同条件下机构直线性能,并结合遗传算法探索了该指标下的最优机构,优化得到一种直线段相位比为0.665的四杆直线机构。 展开更多
关键词 四杆机构 近似直线机构 特殊位形 机构综合 轨迹综合 图解法
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