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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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一种永磁交流伺服系统速度抗干扰控制算法研究
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作者 刘欢 郝中洋 +1 位作者 张晓敏 王新浩 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2024年第6期47-55,共9页
速度控制器是伺服控制系统中极为重要的一个环节,其性能是衡量整个控制系统的重要因素。在实际工程中,永磁交流伺服系统中往往存在大量的干扰,传统PID控制算法难以取得满意的控制效果。为提高永磁交流伺服系统的抗干扰控制性能,文章设... 速度控制器是伺服控制系统中极为重要的一个环节,其性能是衡量整个控制系统的重要因素。在实际工程中,永磁交流伺服系统中往往存在大量的干扰,传统PID控制算法难以取得满意的控制效果。为提高永磁交流伺服系统的抗干扰控制性能,文章设计了基于扩张状态观测器的速度抗干扰控制算法。首先,设计扩张状态观测器,在对旋转变压器解调的同时,实时准确的估计干扰,并加以前馈补偿。然后,设计非奇异终端滑模控制器,实现了转速的高精度抗扰控制。仿真和实验结果表明,该控制算法的速度控制误差相比传统PID控制器减少了64%以上。因此,该控制算法性能优于传统的PID控制器,在实际工程中可以提高永磁交流伺服系统的抗干扰性能和控制精度。 展开更多
关键词 永磁交流伺服系统 旋转变压器 扩张状态观测器 前馈补偿 抗干扰控制
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基于矢量控制技术的伺服驱动系统 被引量:1
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作者 袁全 王岩 +5 位作者 赵璨 张传锦 郭爽爽 李琦 李伟 于涵川 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第10期69-72,126,共5页
针对伺服驱动系统精度低、动态响应慢、稳定性差等问题,对双绕组永磁同步电机的矢量控制技术进行了深入的研究。优化和改进控制策略、系统硬件和软件程序。提出新的解决方案,设计伺服驱动系统。搭建试验平台,对系统进行功能和性能测试... 针对伺服驱动系统精度低、动态响应慢、稳定性差等问题,对双绕组永磁同步电机的矢量控制技术进行了深入的研究。优化和改进控制策略、系统硬件和软件程序。提出新的解决方案,设计伺服驱动系统。搭建试验平台,对系统进行功能和性能测试。实验结果表明:系统响应速度快、稳定性强,电机的控制精度和抗干扰能力也得到了明显提高,满足系统设计需求。 展开更多
关键词 伺服驱动系统 矢量控制技术 双绕组永磁同步电机 控制策略
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永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合振动特性分析 被引量:11
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作者 林利红 陈小安 +1 位作者 周伟 缪莹赟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期48-53,共6页
为了研究永磁交流伺服精密驱动系统中存在的多物理过程、多参量复杂耦合关系,提出了对该系统进行机电耦合振动特性分析的观点。从全局机电耦合的角度,对永磁交流伺服精密驱动系统进行了机电耦合分析,将该系统归纳为三质量两轴系统,建立... 为了研究永磁交流伺服精密驱动系统中存在的多物理过程、多参量复杂耦合关系,提出了对该系统进行机电耦合振动特性分析的观点。从全局机电耦合的角度,对永磁交流伺服精密驱动系统进行了机电耦合分析,将该系统归纳为三质量两轴系统,建立了三质量两轴系统的机电耦合振动数学模型和仿真模型,仿真分析了由于电流调节器参数、阻尼、谐波扰动、间隙以及负载扰动等因素引起的系统机电耦合振动动态过程,并通过实验验证了机电耦合振动仿真模型的正确性。该机电耦合振动特性分析对提高系统的动态性能具有重要的意义。 展开更多
关键词 精密传动 永磁交流伺服精密驱动系统 机电耦合 振动
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直驱风机风电场与交流电网相互作用引发次同步振荡的机理与特性分析 被引量:317
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作者 谢小荣 刘华坤 +2 位作者 贺静波 张传宇 乔元 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期2366-2372,共7页
近年来,国内许多地区的直驱风机风电场在附近电网没有串补的情况下出现了持续的次同步频率范围的功率振荡。为深入研究该问题,该文建立典型直驱风机风电场接入交流电网的等值系统模型,通过电磁暂态仿真、阻抗模型和小信号分析研究次同... 近年来,国内许多地区的直驱风机风电场在附近电网没有串补的情况下出现了持续的次同步频率范围的功率振荡。为深入研究该问题,该文建立典型直驱风机风电场接入交流电网的等值系统模型,通过电磁暂态仿真、阻抗模型和小信号分析研究次同步振荡产生的机理;分析接入交流电网强弱、风机出力、并网风机台数、风机控制参数及动态无功补偿设备对振荡特性的影响;结果表明,多台直驱风机通过弱交流系统并网时会出现次同步振荡模态,直驱风机在该振荡模态频率上表现为"具有小值负电阻的容性阻抗",与交流电网的电感构成谐振回路,并因负电阻效应而导致危险的功率振荡现象。最后,讨论了这种次同步振荡问题的潜在危害及其防范措施。 展开更多
关键词 直驱风机 弱交流系统 次同步振荡 阻抗模型 小信号分析
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稀土永磁电机正进入大发展的新时期 被引量:32
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作者 唐任远 赵清 周挺 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2011年第1期1-8,30,共9页
稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析,列出各自的特点及适用场合,给出其与传... 稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析,列出各自的特点及适用场合,给出其与传统电机的性能对比结果.由于用户对电机性能的要求日益增高,电机结构日益新颖多样,因此,增加了设计及研究的复杂性.通过多耦合系统、多学科知识的整合,永磁电机的性能得到了进一步的优化,并且将会得到更大的发展. 展开更多
关键词 永磁风力发电机 混合励磁发电机 超高效永磁同步电动机 变频调速永磁电动机 交流永磁伺服电动机 盘式永磁电机 无铁芯永磁电动机 横向磁通永磁电机
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基于永磁交流伺服同步驱动的拉床控制系统 被引量:8
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作者 邓雄飞 胡旭东 +2 位作者 鲁文其 刘虎 王玮 《机电工程》 CAS 2014年第1期32-37,共6页
目前国内的拉床多采用液压驱动,针对其存在加工质量(精度和光洁度)不佳、能源浪费和环境污染等的问题,在技术成熟和性能优越的永磁交流伺服系统的基础上,设计了一款基于永磁交流伺服系统同步驱动的拉床系统。首先给出了电伺服同步驱动... 目前国内的拉床多采用液压驱动,针对其存在加工质量(精度和光洁度)不佳、能源浪费和环境污染等的问题,在技术成熟和性能优越的永磁交流伺服系统的基础上,设计了一款基于永磁交流伺服系统同步驱动的拉床系统。首先给出了电伺服同步驱动的立式内拉床的机构图,并对该机构图的性能特点进行了分析。重点阐述了主溜板伺服同步驱动系统、调刀伺服驱动系统和拉床控制系统软件设计方案,并采用共享指令的同步控制策略来确保拉床同步性能。最后,以立式内拉床为对象,在20 t的负载力下进行了试验测试。测试结果表明,设计的基于永磁交流伺服同步驱动的拉床控制系统具有成本低、可行性好、同步性能测试稳定、加工精度高等优点,对国内拉床的发展具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 永磁交流伺服系统 控制系统 立式内拉床 同步驱动 调刀伺服
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基于遗传整定的永磁交流伺服系统模糊免疫PID控制器 被引量:18
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作者 史婷娜 张典林 +2 位作者 夏长亮 陈炜 万健如 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期45-50,共6页
提出了一种基于遗传整定的模糊免疫PID控制器,并将其应用于永磁交流伺服系统之中。该控制方法将生物免疫反馈机理与模糊控制相结合,由一个常规的PID控制器和一个免疫型比例控制器顺序串联实现,其中免疫比例控制器的非线性函数由模糊推... 提出了一种基于遗传整定的模糊免疫PID控制器,并将其应用于永磁交流伺服系统之中。该控制方法将生物免疫反馈机理与模糊控制相结合,由一个常规的PID控制器和一个免疫型比例控制器顺序串联实现,其中免疫比例控制器的非线性函数由模糊推理实现,PID及免疫比例控制器中的参数由遗传算法实现自寻优。利用功能强大的仿真工具Matlab/Simulink对交流伺服系统进行仿真,控制器算法简单,易于实现。结果表明,该控制方法具有响应速度快、鲁棒性强等优点,显著提高了系统性能。 展开更多
关键词 模糊免疫PID 遗传算法 永磁交流伺服系统 免疫反馈 模糊推理
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基于卡尔曼滤波器的交流伺服系统自适应滑模控制 被引量:23
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作者 邓永停 李洪文 +1 位作者 王建立 贾建禄 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2088-2095,共8页
为了减小负载转矩扰动和系统参数摄动对永磁同步电机控制系统的影响,提出了一种基于卡尔曼滤波器的自适应滑模速度控制器。该控制器由自适应律估计参数摄动项,用卡尔曼滤波器估计外部扰动项。设计了含积分作用的滑模面,以保证电机转速... 为了减小负载转矩扰动和系统参数摄动对永磁同步电机控制系统的影响,提出了一种基于卡尔曼滤波器的自适应滑模速度控制器。该控制器由自适应律估计参数摄动项,用卡尔曼滤波器估计外部扰动项。设计了含积分作用的滑模面,以保证电机转速的无静差跟踪;采用了指数趋近律,以提高趋近速度并削弱抖振。卡尔曼滤波器估计得到的系统外部扰动前馈补偿至控制器的输出,用于有效降低滑模控制器的不连续切换项造成的系统抖振。实验结果显示:跟踪设定的600r/min转速时,控制器稳态转速精度达到±1r/min。电机在以600r/min稳速运行时,设计的控制器在1.6N·m的外部转矩扰动下的最大转速波动比传统PI控制器的转速波动减小了2%。仿真分析和实验数据表明基于卡尔曼滤波器的自适应滑模控制器对交流伺服控制系统具有较强的抗扰动性、鲁棒性以及良好的稳态性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 交流伺服系统 自适应滑模控制 卡尔曼滤波器 转速控制
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永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合动力学分析 被引量:5
10
作者 林利红 陈小安 +1 位作者 周伟 缪莹赟 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1132-1137,共6页
对永磁交流伺服精密驱动系统进行动力学分析时,必须考虑系统的机电耦合影响。从机电能量转换的角度,根据系统的全局耦合分析和局部耦合分析,建立了该系统全局耦合关系图和永磁同步电动机精密传动装置子系统局部机电耦合关系图,然后采用... 对永磁交流伺服精密驱动系统进行动力学分析时,必须考虑系统的机电耦合影响。从机电能量转换的角度,根据系统的全局耦合分析和局部耦合分析,建立了该系统全局耦合关系图和永磁同步电动机精密传动装置子系统局部机电耦合关系图,然后采用拉格朗日麦克斯韦方程建立了永磁同步电动机精密传动装置子系统的物理模型和数学模型,推导了该子系统的动力学方程,并利用该模型进行了算例分析。结果表明,该模型是正确的,这为该系统的实验研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 精密传动 永磁交流伺服精密驱动系统 机电耦合 动力学
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大型望远镜交流伺服控制系统综述 被引量:13
11
作者 邓永停 李洪文 王建立 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第6期895-908,共14页
本文主要介绍了当前国际上地基大口径望远镜交流伺服控制系统的发展现状,详细论述了望远镜驱动方式的选择、交流永磁同步力矩电机的应用情况、控制系统的硬件组成以及伺服系统的控制策略。讨论了大型望远镜交流伺服控制系统设计的难点... 本文主要介绍了当前国际上地基大口径望远镜交流伺服控制系统的发展现状,详细论述了望远镜驱动方式的选择、交流永磁同步力矩电机的应用情况、控制系统的硬件组成以及伺服系统的控制策略。讨论了大型望远镜交流伺服控制系统设计的难点及未来发展趋势,为大型望远镜交流伺服控制系统的设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 大型望远镜 交流伺服系统 永磁同步力矩电机 综述
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永磁同步电机伺服系统 被引量:24
12
作者 郭宏 郭庆吉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期82-89,共8页
在数控机床、工业机器人等FA设备中,永磁同步电动机伺服系统得到了相当广泛的应用。研制高性能的永磁同步电动机伺服系统是机电工作者所面临的一项重要任务。本文较全面地论述了永磁同步电动机伺服系统的特点、原理构成、基本设计原... 在数控机床、工业机器人等FA设备中,永磁同步电动机伺服系统得到了相当广泛的应用。研制高性能的永磁同步电动机伺服系统是机电工作者所面临的一项重要任务。本文较全面地论述了永磁同步电动机伺服系统的特点、原理构成、基本设计原则及若干研究方向。 展开更多
关键词 同步电动机 伺服驱动系统 永磁电机
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仿人机器人一体化关节微小型伺服控制器的研制 被引量:4
13
作者 王宏佳 杨明 +1 位作者 贵献国 徐殿国 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期294-298,共5页
对仿人机器人一体化关节驱动的技术要求,基于永磁同步电机(PMSM)的矢量控制原理,从电机驱动、电源系统、电流采样和印刷电路板等方面进行了创新性、微小型化设计,研制出了两种可用于机器人关节驱动的微小型高性能伺服控制器,给出... 对仿人机器人一体化关节驱动的技术要求,基于永磁同步电机(PMSM)的矢量控制原理,从电机驱动、电源系统、电流采样和印刷电路板等方面进行了创新性、微小型化设计,研制出了两种可用于机器人关节驱动的微小型高性能伺服控制器,给出了各部分功能模块的设计方法和解决方案。实验结果表明,所设计的伺服控制器的体积、重量满足微小型化要求,而且控制速度、精度高,具有很强的通用性、可扩展性和可移植性,适用于多种机器人控制,对于微小型驱动控制技术的自主创新及产业化具有重要的理论和实践价值。 展开更多
关键词 一体化关节驱动 微小型伺服控制器 交流伺服系统 永磁同步电机(PMSM) 矢量控制
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新型200 kN双电机螺旋副直驱式回转头压力机运动学和动力学研究 被引量:7
14
作者 贾先 赵升吨 +1 位作者 范淑琴 谭栓斌 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第8期1205-1211,共7页
提出新型200 kN双电机螺旋副直驱式回转头压力机的设计方案,基于两个独立的开关磁通交流伺服电机来直接驱动两个螺母独立运动。分析了该新型压力机工作时的运动学和动力学特性,并论述了其换模工况与冲压工况的工作内涵与设计要点。最后... 提出新型200 kN双电机螺旋副直驱式回转头压力机的设计方案,基于两个独立的开关磁通交流伺服电机来直接驱动两个螺母独立运动。分析了该新型压力机工作时的运动学和动力学特性,并论述了其换模工况与冲压工况的工作内涵与设计要点。最后,建立了该新型压力机主传动系统在完成刻印与冲压两种工艺需求时的动力学和运动学分析模型,以及针对公称压力200 kN的回转头压力机两个开关磁通电机的额定转速与额定转矩的设计计算,并运用MATLAB软件进行仿真模拟,对设计结果进行了工程验证。 展开更多
关键词 回转头压力机 交流伺服 开关磁通永磁同步电机 丝杠螺母副 运动学分析
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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
15
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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基于以太网的嵌入式交流伺服驱动系统实现 被引量:4
16
作者 王方方 易灵芝 +1 位作者 陈海燕 陆启湘 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第13期218-220,227,共4页
针对传统CAN总线、RS232、RS485的传输速度与信号易受干扰等问题,提出用现场可编程门阵列实现永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制方法,完成伺服驱动器和PC机之间的以太网通信。利用可编程片上系统技术搭建系统的硬件模型,在Nios II IDE软... 针对传统CAN总线、RS232、RS485的传输速度与信号易受干扰等问题,提出用现场可编程门阵列实现永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制方法,完成伺服驱动器和PC机之间的以太网通信。利用可编程片上系统技术搭建系统的硬件模型,在Nios II IDE软件开发环境中,实现以太网的驱动程序、电机的控制程序以及开发上位机监控界面。在高精度场合用FPGA控制PMSM,克服DSP受串行指令流限制等不足。实验结果表明,交流伺服驱动器采用以太网和PC机通信,数据传输速度更快,用户通过网络可方便地实现对电机的监控。 展开更多
关键词 永磁同步电机 现场可编程门阵列 嵌入式以太网 交流伺服驱动 TCP IP协议
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永磁同步电机宽范围最大转矩控制 被引量:14
17
作者 赵云 李叶松 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期45-50,共6页
提出一种永磁同步电机新的宽范围弱磁控制策略,根据电机在不同转速段运行时的转矩特性,考虑逆变器的输出电压能力及电机的电流约束条件,以输出最大转矩为目标,分析得出全速范围内的电流矢量控制算法。该方法将全速段分为四个运行区间,... 提出一种永磁同步电机新的宽范围弱磁控制策略,根据电机在不同转速段运行时的转矩特性,考虑逆变器的输出电压能力及电机的电流约束条件,以输出最大转矩为目标,分析得出全速范围内的电流矢量控制算法。该方法将全速段分为四个运行区间,可实现恒转矩运行与弱磁控制的快速平滑过渡,使系统在额定转速以下具有恒转矩输出,在高速运行时实现恒功率特性。仿真及实验结果表明,提出的方法可有效拓宽电机的转速运行范围,具有较快的动态响应性能。 展开更多
关键词 交流永磁同步电机 伺服系统 弱磁控制 最大转矩控制
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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
18
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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永磁直线电动机加速度反馈位置控制系统研究 被引量:7
19
作者 李庆雷 王先逵 石忠东 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2000年第6期27-29,共3页
分析了永磁交流同步直线电动机的数学模型 ,提出了基于扰动观测器的加速度反馈位置伺服控制系统 。
关键词 位置控制系统 扰动观测器 永磁电机 加速度反馈
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永磁同步电机交流伺服系统检测电路 被引量:6
20
作者 凌有铸 刘丙友 《机电工程》 CAS 2007年第6期52-54,共3页
交流伺服系统检测电路由电流、电压、转速及位置检测电路组成。讨论了伺服电机的直流母线电压、电机定子相电流及转速与位置信号的检测电路。从检测电路获取的电流、电压、转速及位置信号为系统的控制提供依据,从而使系统能够获得好的性... 交流伺服系统检测电路由电流、电压、转速及位置检测电路组成。讨论了伺服电机的直流母线电压、电机定子相电流及转速与位置信号的检测电路。从检测电路获取的电流、电压、转速及位置信号为系统的控制提供依据,从而使系统能够获得好的性能,为进一步发展研究提供了依据。 展开更多
关键词 交流伺服 检测电路 永磁同步电机
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