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基于Popov超稳定的直驱式波浪发电系统滑模控制 被引量:1
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作者 谢子森 杨俊华 +2 位作者 邱孟 黄纬邦 林汇金 《电测与仪表》 北大核心 2025年第1期176-182,共7页
直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速... 直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速度自适应律三部分,设计速度观测器。通过分析波能转换装置水动力方程,获得最大功率捕获时的期望电流,采用滑模控制算法快速跟踪之。仿真结果表明,所提出的速度观测器可实现速度精确辨识,滑模控制策略可准确跟踪电流期望值,功率优化效果明显,系统鲁棒性强。 展开更多
关键词 直驱式波浪发电系统 永磁同步直线电机 MRAS Popov超稳定
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基于模糊干扰观测器的精密直驱系统滑模位置控制
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作者 李东博 李旭 +1 位作者 刘海波 王永青 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第2期108-115,128,共9页
为了实现永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在精密直驱系统中的高性能位置控制,针对其控制精度易受系统参数摄动和外部扰动等因素影响的问题,提出了一种基于模糊干扰观测器(fuzzy disturbance observe... 为了实现永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在精密直驱系统中的高性能位置控制,针对其控制精度易受系统参数摄动和外部扰动等因素影响的问题,提出了一种基于模糊干扰观测器(fuzzy disturbance observer,FDO)的非奇异快速终端滑模控制(nonsingular fast terminal sliding mode control,NFTSMC)复合策略。首先,建立了考虑系统集总扰动的PMLSM动力学模型,同时为提高伺服系统鲁棒性能同时削弱抖振现象,引入模糊干扰观测器观测系统集总扰动;然后,设计了非奇异快速终端滑模面,能够保证系统跟踪误差在有限时间内快速收敛至零,并将观测器估计值动态补偿至控制器中;最后,通过精密直驱系统仿真与试验证明所提方法能够有效提高控制系统的响应速度、跟踪精度与鲁棒性,同时削弱抖振现象。 展开更多
关键词 精密直驱系统 永磁同步直线电机 位置控制 非奇异快速终端滑模 模糊干扰观测器
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永磁同步直线电机次级磁场检测技术综述 被引量:1
3
作者 赵吉文 尹乐 +3 位作者 宋俊材 盘真保 于子翔 王立俊 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页
【目的】由于永磁同步直线电机省去了中间传动装置,其结构简单,能够实现直驱式往复运动,具有推力密度大、效率高、能够满足高速大行程运动和微纳米级动态精度要求等优点,在激光切割机、数控机床、3D打印机等高精密加工领域具有广泛应用... 【目的】由于永磁同步直线电机省去了中间传动装置,其结构简单,能够实现直驱式往复运动,具有推力密度大、效率高、能够满足高速大行程运动和微纳米级动态精度要求等优点,在激光切割机、数控机床、3D打印机等高精密加工领域具有广泛应用前景。永磁体作为永磁同步直线电机的重要组成部分,可为电机气隙空间提供恒定的磁场环境。磁场分布的一致性与电机性能息息相关,因此需要及时检测并更换故障永磁体以保证电机推力密度和功率密度的稳定性。【方法】主要对永磁同步直线电机次级磁场检测内容进行综述性研究:对电机的拓扑结构、工作原理和磁场的解析公式进行了梳理;对磁场的变化机理和磁场故障发生的常见原因进行了总结;对目前研究的永磁体局部退磁、均匀退磁、缺损和裂纹故障及不同故障磁场的建模方法,如解析法、有限元法和Matlab建模法等进行了介绍;对永磁同步直线电机次级磁场检测所选择的故障信号,如电流信号、磁密信号、电动势信号、振动信号和磁场信号等进行了讨论,指出其用于永磁同步直线电机时的优缺点。【结果】在对各类方法进行梳理和归纳后,对相应的研究内容与关键技术进行总结并发现,目前永磁同步直线电机磁场检测多借助于磁场信号和特征提取方法实现磁场故障的离线诊断。【结论】为实现实时化故障诊断和提高电机可靠性的目标,在未来磁场故障诊断发展趋势中,可以加强对电动势、电流、磁密等实时采集信号的研究,以期实现退磁故障的在线检测。同时需要开展具有高容错适应性的容错控制策略研究,保证电机在发生退磁故障时,仍可以维持电机的输出性能,进而保证其可靠运行。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 永磁体退磁 永磁体缺损 永磁体裂纹 磁场检测 直驱式往复运动 电机气隙 次级磁场
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大推力电磁直驱泵用永磁直线同步电机设计研究
4
作者 曾杰 《农业装备与车辆工程》 2025年第5期103-110,共8页
为满足复杂固液两相流体的大推力输送需求,针对传统污水泵因集成中间传动装置导致结构复杂、控制困难及动态性能差等问题,提出了一种应用于往复泵的圆筒永磁直线同步电机(TPMLSM)。基于永磁电机理论,提出了TPMLSM设计思路,拟定电机性能... 为满足复杂固液两相流体的大推力输送需求,针对传统污水泵因集成中间传动装置导致结构复杂、控制困难及动态性能差等问题,提出了一种应用于往复泵的圆筒永磁直线同步电机(TPMLSM)。基于永磁电机理论,提出了TPMLSM设计思路,拟定电机性能指标,完成TPMLSM的电磁本构设计;利用ANSYS Maxwell建立电机电磁仿真模型,结合等效面电流理论解析永磁体磁场分布,并通过瞬态仿真验证了不同工况下的动态性能;构建TPMLSM等效电路模型及MATLAB/Simulink磁场定向控制系统,结果表明:TPMLSM空载定位力、推力输出满足负载需求,且动态响应特性良好。可为往复泵直驱系统集成设计提供理论参考。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 电磁直驱泵 电机设计 污水处理 给排水工程
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伺服阀旋转直驱超声电机机理与特性
5
作者 刘广军 刘可臻 +1 位作者 陆亮 徐寅鹏 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1631-1639,共9页
针对某旋转直驱式伺服阀对驱动电机小长径比紧凑型结构形式的设计要求,从伺服阀功率级200 Hz动态响应需求出发,设计了一款环形行波型超声电机。分析了超声电机的基本工作原理并建立了超声电机定子转子摩擦传动模型,搭建了超声电机特性... 针对某旋转直驱式伺服阀对驱动电机小长径比紧凑型结构形式的设计要求,从伺服阀功率级200 Hz动态响应需求出发,设计了一款环形行波型超声电机。分析了超声电机的基本工作原理并建立了超声电机定子转子摩擦传动模型,搭建了超声电机特性测试实验台并进行了转矩-转速测试,实验结果与仿真结果一致,验证了电机设计的合理性。在此基础上,进行了超声电机驱动频率和驱动电压的影响特性分析,结果表明超声电机在49.8 kHz的驱动频率下具有最大的工作效率,驱动电压大于110 V时可以满足伺服阀转速与转矩工作需求,并且在49.8 Hz的驱动频率和110 V驱动电压条件下可以接近最大的工作效率。 展开更多
关键词 直驱伺服阀 动态响应 超声电机 建模设计 实验测试
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直驱式伺服阀用四余度线性力马达磁力特性研究
6
作者 陈竞强 傅俊勇 +2 位作者 江金林 李双路 范宇恒 《机床与液压》 北大核心 2024年第9期167-172,共6页
为明确某直驱式伺服阀用四余度线性力马达的磁力特性,在采用解析法建立线性力马达磁路模型的基础上,基于Maxwell对其在静磁场下的磁路分布、衔铁受力、正常/故障下的衔铁位移-力特性进行分析。正常/故障下衔铁位移-力特性的对比表明:正... 为明确某直驱式伺服阀用四余度线性力马达的磁力特性,在采用解析法建立线性力马达磁路模型的基础上,基于Maxwell对其在静磁场下的磁路分布、衔铁受力、正常/故障下的衔铁位移-力特性进行分析。正常/故障下衔铁位移-力特性的对比表明:正常工作时两种结构具有一致的静态特性,故障模式下径向布局结构各线圈故障对力马达静态特性的影响相同,而轴向布局结构对力马达静态特性的影响则与故障线圈的位置有关。此外还对其在瞬态场下的频率特性和线圈间的感生电动势进行分析,结果表明:轴向布局结构比径向布局结构的四余度线性力马达幅频特性更高。对四余度线性力马达的磁力特性进行了详细分析,为其进一步的设计改进提供了参考。 展开更多
关键词 四余度线性力马达 磁力特性 感生电动势 直驱阀
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机床进给用直接驱动直线伺服电动机 被引量:12
7
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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直线电机驱动技术的研究现状与发展 被引量:35
8
作者 张春良 陈子辰 梅德庆 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期119-123,共5页
直线电机直接驱动系统具有结构简单、动态响应快、速度和加速度大、精度高、振动和噪声小等一系列优点 ,是各类超高速、精密机床的理想传动方式。本文介绍了直线电机的工作原理与结构类型 ,阐述了直线电机理论分析、设计以及直线伺服驱... 直线电机直接驱动系统具有结构简单、动态响应快、速度和加速度大、精度高、振动和噪声小等一系列优点 ,是各类超高速、精密机床的理想传动方式。本文介绍了直线电机的工作原理与结构类型 ,阐述了直线电机理论分析、设计以及直线伺服驱动系统控制等方面的研究现状与发展趋势 。 展开更多
关键词 直线电机 驱动技术 现状 发展 伺服控制 优化设计
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直线驱动新技术及其在加工装备上的应用 被引量:18
9
作者 张春良 陈子辰 梅德庆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期45-49,39,共6页
直线电动机直接驱动系统是近 10年发展起来的一种新型进给传动方式 ,在各类高速、精密加工设备上具有广泛的应用前景。本文介绍了直线电动机的工作原理与性能特点 ;阐述了直线电动机伺服驱动系统采用传统控制技术、现代控制技术与智能... 直线电动机直接驱动系统是近 10年发展起来的一种新型进给传动方式 ,在各类高速、精密加工设备上具有广泛的应用前景。本文介绍了直线电动机的工作原理与性能特点 ;阐述了直线电动机伺服驱动系统采用传统控制技术、现代控制技术与智能控制技术的研究现状与发展趋势 ;介绍了直线电动机在高速精密切削加工机床、压力机。 展开更多
关键词 直线驱动 新技术 加工装备 直线电动机 机床
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机床进给系统用直线电动机综述 被引量:60
10
作者 王先逵 陈定积 吴丹 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2001年第8期18-21,共4页
直线电动机是一种新型驱动装置 ,有着广泛的应用。文章简单介绍了直线电动机的基本原理和分类 ,分析了其优缺点 ,综述了国内外的发展情况 。
关键词 直线电动机 直接驱动 高速加工 进给系统 数控机床
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直驱容积控制电液伺服系统模型与动态特性 被引量:14
11
作者 刘军龙 姜继海 +2 位作者 欧进萍 张春巍 刘庆和 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期61-65,共5页
为了研究直接驱动容积控制电液伺服系统动态响应特性不高的原因,分别建立直驱容控电液驱动系统的电机控制、液压动力机构和液压执行机构等子系统的力学模型,并建立直驱容控电液伺服作动器的数学模型.利用MATLAB软件对系统主要部件进行... 为了研究直接驱动容积控制电液伺服系统动态响应特性不高的原因,分别建立直驱容控电液驱动系统的电机控制、液压动力机构和液压执行机构等子系统的力学模型,并建立直驱容控电液伺服作动器的数学模型.利用MATLAB软件对系统主要部件进行数值仿真分析.结果表明,系统动态特性不高的根本原因是泵控动力机构的动态特性不高.对系统各组成部件的动态特性进行了分析,并提出改进系统性能的措施与策略. 展开更多
关键词 直驱容控电液伺服系统 动态特性 电机控制 液压动力机构 数值仿真
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基于模糊自学习的交流直线伺服系统滑模变结构控制 被引量:26
12
作者 孙宜标 郭庆鼎 孙艳娜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期52-56,共5页
针对直接驱动直线式交流伺服系统,提出了一种基于模糊自学习的滑模变结构控制方案。在常规的滑模控制中引入模糊自学习方法,在不影响滑模控制系统完全鲁棒性的情况下,有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振。仿真结果表明该方案对系统... 针对直接驱动直线式交流伺服系统,提出了一种基于模糊自学习的滑模变结构控制方案。在常规的滑模控制中引入模糊自学习方法,在不影响滑模控制系统完全鲁棒性的情况下,有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振。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,抖振得到了明显的抑制。系统具有良好的动、静态性能。 展开更多
关键词 交流直线伺服系统 滑模变结构控制 模糊控制 自学习
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基于PLC的新型垂直提升式立体车库控制系统设计 被引量:14
13
作者 易倩颖 叶云岳 郑灼 《机电工程》 CAS 2012年第4期409-412,共4页
为实现机械式立体车库的高效全自动运行,提出了基于可编程控制器(PLC)的立体车库控制系统解决方案。针对以直线电机直接驱动作为横移装置的新型垂直提升式立体车库,首先介绍了该系统的结构和工作原理,接着阐述了其车库控制系统的硬件组... 为实现机械式立体车库的高效全自动运行,提出了基于可编程控制器(PLC)的立体车库控制系统解决方案。针对以直线电机直接驱动作为横移装置的新型垂直提升式立体车库,首先介绍了该系统的结构和工作原理,接着阐述了其车库控制系统的硬件组成和程序编制,最后,进行了立体车库控制系统的运行试验。试验结果证明,该车库控制系统能够安全可靠地运行;且所提供的新型立体车库设计方案是可行的、有效的。 展开更多
关键词 立体车库 直线电机 直接驱动 控制系统
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直线驱动关键技术问题及其解决对策 被引量:8
14
作者 胡耀斌 佘明亮 陈艾华 《机电工程》 CAS 2007年第1期68-70,共3页
介绍了直线电机的工作原理与性能特点,阐述了直线电机的效率与功率因数、冷却措施、法向磁吸力、伺服控制、隔磁与防护、重力加速度、电源电压等7个方面的关键技术问题及其解决对策。
关键词 直线电机 直接驱动 关键技术 解决对策
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一种永磁直线电机驱动X-Y平台精密轮廓跟踪控制策略 被引量:15
15
作者 武志涛 杨永辉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期4037-4043,共7页
为了解决轮廓误差模型的不准确对循迹系统的影响,提出一种新的轮廓误差模型,该模型利用跟踪误差与进给率等信息定义轮廓误差,是一种改进式的等效切线轮廓误差模型。同时,为了减少直驱式X-Y平台在循迹跟踪过程中产生的轮廓误差,采用了位... 为了解决轮廓误差模型的不准确对循迹系统的影响,提出一种新的轮廓误差模型,该模型利用跟踪误差与进给率等信息定义轮廓误差,是一种改进式的等效切线轮廓误差模型。同时,为了减少直驱式X-Y平台在循迹跟踪过程中产生的轮廓误差,采用了位置PDF控制与轮廓TCC补偿控制相结合的整合式控制策略。PDF控制使位置伺服系统具有较好的鲁棒性,TCC轮廓补偿控制可以对轮廓误差进行实时的补偿。实验结果表明,该文所提出的改进式轮廓误差模型无论是在低进给率或高进给率条件下,都可以实时且有效地计算出循圆跟踪系统的轮廓误差,并使X-Y平台满足高精度轮廓跟踪的要求。 展开更多
关键词 永磁直线电机 直驱X-Y 平台 轮廓误差模型 伺服控制
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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
16
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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直接驱动的发展与未来 被引量:5
17
作者 杨正新 陈志华 +2 位作者 涂阳虎 崔红娟 杨舜洲 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第10期1180-1182,共3页
通过比较电机—丝杠螺母副传动链与直线电机直接驱动的优缺点 ,阐述直接驱动替代传统驱动模式的必然发展趋势 ;介绍直线电机在机械制造、工业过程控制。
关键词 直线电机 直接驱动 人工心脏 电磁炮 磁悬浮列车
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基于改进型降阶观测器的永磁直驱伺服电动机转矩扰动抑制策略 被引量:6
18
作者 卜飞飞 郭子韬 +2 位作者 顾毅君 轩富强 秦海鸿 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期4104-4115,共12页
由于永磁直驱电机的直驱特性,电机转速平稳性受转矩扰动影响大,低速运行时受齿槽转矩影响,电机转速波动剧烈。该文分析传统比例积分速度控制方法无法兼顾跟踪性能和抗扰性能的缺点。为此引入传统降阶状态观测器,对转矩扰动进行估计和前... 由于永磁直驱电机的直驱特性,电机转速平稳性受转矩扰动影响大,低速运行时受齿槽转矩影响,电机转速波动剧烈。该文分析传统比例积分速度控制方法无法兼顾跟踪性能和抗扰性能的缺点。为此引入传统降阶状态观测器,对转矩扰动进行估计和前馈补偿;分析系统扰动转矩到真实转矩之间传递函数的伯德图及锯齿波响应,根据零极点对消原则对传递函数进行期望设计,引入微分环节对传统降阶观测器进行改进,给出改进观测器的锯齿波响应并证明其补偿响应速度的提升,提出基于引入微分模块的降阶观测器前馈补偿方法。搭建永磁直驱伺服电动机扰动抑制实验平台,通过仿真和实验验证改进的降阶观测器对补偿谐振的抑制具有良好性能,且抗扰动能力更强,实现较大扰动低速下的稳定运行。 展开更多
关键词 降阶观测器 永磁伺服电动机 直接驱动 转矩扰动抑制
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基于遗传算法的直驱XY平台变增益交叉耦合控制 被引量:4
19
作者 王丽梅 庞月 +1 位作者 杜帅 刘春芳 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2011年第5期481-485,共5页
对于永磁直线同步电机驱动的XY平台,轮廓加工精度易受到系统动态非线性、不确定性因素以及曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂等问题的影响.为了削弱以上影响,实现XY平台的高精度轮廓跟踪控制,设计了变增益交叉耦合控制器来补偿X、Y轴的耦... 对于永磁直线同步电机驱动的XY平台,轮廓加工精度易受到系统动态非线性、不确定性因素以及曲线轨迹的轮廓误差模型相对复杂等问题的影响.为了削弱以上影响,实现XY平台的高精度轮廓跟踪控制,设计了变增益交叉耦合控制器来补偿X、Y轴的耦合误差,并采用遗传算法对其中的PID控制器参数进行寻优,利用基因突变的能力,避免其陷入局部最佳解,从而快速准确地找到全局最佳解,使得系统轮廓误差达到要求的精度范围.理论推导与仿真结果表明,所设计的控制系统能有效提高XY平台的轮廓加工精度. 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 直接驱动 伺服控制 XY平台 遗传算法 变增益交叉耦合控制 轮廓控制 轮廓误差
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基于神经网络给定补偿的交流永磁直线伺服系统滑模控制 被引量:32
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作者 孙宜标 郭庆鼎 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期21-25,87,共6页
针对直接驱动的永磁直线同步电动机 (PMLSM )伺服系统 ,应用滑模变结构控制理论设计了一种具有强鲁棒性的速度控制器。为使系统具有自学习能力 ,削弱滑模控制所引起的“抖振” ,采用基于神经网络前馈给定补偿的滑模控制策略。仿真结果表... 针对直接驱动的永磁直线同步电动机 (PMLSM )伺服系统 ,应用滑模变结构控制理论设计了一种具有强鲁棒性的速度控制器。为使系统具有自学习能力 ,削弱滑模控制所引起的“抖振” ,采用基于神经网络前馈给定补偿的滑模控制策略。仿真结果表明 ,该方案有效地克服了永磁直线同步电机特有的端部效应所产生的推力波动对系统的影响 ,对参数变化及阻力扰动具有很强的鲁棒性 。 展开更多
关键词 滑模变结构控制 复合控制 神经网络 永磁直线同步电动机 直接驱动
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