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Optimal design of auxiliary-teeth to solve circulation current reduction of permanent magnet linear synchronous motor 被引量:1
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作者 JANG Ki-bong KIM Jee-hyun +1 位作者 AN Ho-jin KIM Gyu-tak 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2011年第3期690-696,共7页
A discontinuity of magnetic circuits according to the end effect is generated in the permanent magnet linear synchronous motor (PMLSM). Due to the unbalanced back electro-motive force (EMF) and impedance produced,... A discontinuity of magnetic circuits according to the end effect is generated in the permanent magnet linear synchronous motor (PMLSM). Due to the unbalanced back electro-motive force (EMF) and impedance produced, unbalanced current is generated. The cireulatin8 current, which is caused by a decrease in the thrust, is generated by the unbalanced current. The optimal design of auxiliary-teeth at the end of the mover was carried out to solve the unbalance of phase by using design of experiment (DOE), and compared with the basic model through finite element analysis (FEA). As a result, the auxiliary-teeth model compensates for the decrease of thrust caused by the unbalanced phase. Also, this model is proven to reduce the detent force by the vibration and noise of the PMLSM and copper loss caused by the circulating current. 展开更多
关键词 permanent magnet linear synchronous motor auxiliary-teeth circulation current end effect thrust reduction
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Study of Steady-state Performances for a Novel Line-start Single-phase Permanent Magnet Synchronous Motor With Three Parallel-connected Windings 被引量:2
2
作者 PEI Ying WANG Xiuhe TANG Xu ZHAO Junwei 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期I0012-I0012,共1页
对于三相感应电动机的单相运行,学者们已经提出了多种实用的接线方式,比如Smith接法、SEMIHEX接法。然而,对于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,很少有合适的接法提出。将并联式接法应用于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,... 对于三相感应电动机的单相运行,学者们已经提出了多种实用的接线方式,比如Smith接法、SEMIHEX接法。然而,对于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,很少有合适的接法提出。将并联式接法应用于三相异步起动永磁同步电动机的单相运行,提出了一种新型三绕组并联式异步起动单相永磁同步电动机。分析了三相异步起动永磁同步电动机同步运行时以及起动瞬间的正序、负序阻抗,基于对称分量法,对该接法电机的对称运行条件进行分析,得出了电容的确定方法,并利用遗传算法对电容值进行优化。提出了该新型电机稳态性能的计算方法;设计了一台高功率因数和一台低功率因数三相异步起动永磁同步电动机作为样机,并分别将其改接为三绕组高效单相永磁同步电动机,进行实验研究。实验结果表明,低功率因数的异步起动永磁同步电动机更适合改接成新型三绕组并联式单相永磁同步电动机。由低功率因数三相永磁同步电动机改接成的单相异步起动永磁同步电动机在额定负载下运行时,具有与同容量三相永磁同步电动机相近的效率和更高的功率因数。 展开更多
关键词 单相永磁同步电动机 并联连接 稳态性能 绕组 型线 永磁同步电机 对称操作 三相电机
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Calculation of optimal current density of double side permanent magnet linear synchronous motor
3
作者 JANG Ki-Bong AN Ho-Jin KIM Gyu-Tak 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2011年第1期165-170,共6页
The use of design method considering a coil temperature to maximize the thrust density of a double side coreless permanent magnet linear synchronous motor(PMLSM) was presented.The optimal current density where the coi... The use of design method considering a coil temperature to maximize the thrust density of a double side coreless permanent magnet linear synchronous motor(PMLSM) was presented.The optimal current density where the coil temperature reaches an allowable temperature with heat analysis was applied to a magnetic circuit design.Changing optimal current density is verified whenever the design parameters of the motor are altered.The design parameters of the motor were applied to thrust calculation.In this way,the optimal model,which is a reversal of the existing design method,is deduced.The results were compared with the experimental data to verify their validity.When the convection heat transfer coefficient is applied to other models,the results of the analysis and test values show good concordance.The method proposed has some limitations. 展开更多
关键词 permanent magnet linear synchronous motor current density heat transfer temperature thickness of coil
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Robust fuzzy sliding-mode control for T-S model based permanent magnet synchronous motor
4
作者 张细政 王耀南 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期68-73,共6页
A fuzzy sliding-mode control (FSMC) scheme based on T-S fuzzy models was proposed for the permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive system to solve the speed tracking problem. A T-S fuzzy model was firstly forme... A fuzzy sliding-mode control (FSMC) scheme based on T-S fuzzy models was proposed for the permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive system to solve the speed tracking problem. A T-S fuzzy model was firstly formed to represent the nonlinear system of PMSM. For converting the tracking control into a stabilization problem, a new control design was proposed to define the internal desired states. Then, the FSMC controller for PMSM system with parameter variation and load disturbance was designed based on the fuzzy model. The performance of the proposed controller was verified by experimental results on PMSM system. The results show that the FSMC scheme can drive the dynamics of PMSM into a designated sliding surface in finite time and guarantee the property of asymptotical stability. The information of upper bound of modeling errors as well as perturbations is not required when using the FSMC controller. 展开更多
关键词 permanent magnet synchronous motor (PMSM) uncertain T-S nonlinear systems sliding-mode control fuzzy SLIDING surfaces linear matrix INEQUALITIES (LMIs)
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基于ESM-REKF的直线电机无差拍预测电流控制
5
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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逆变器供电系统下扁线电机绕组交流损耗计算
6
作者 边旭 张果果 +1 位作者 李雪 梁艳萍 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期99-107,122,共10页
针对逆变器供电系统下含有谐波电流的电机绕组交流损耗计算问题,本文以一台60 kW永磁同步电机(PMSM)为例,提出一种谐波电流法计算逆变器供电系统下的电机绕组交流损耗。首先,对逆变器供电系统下的电机定子电流采用谐波分析法进行分解作... 针对逆变器供电系统下含有谐波电流的电机绕组交流损耗计算问题,本文以一台60 kW永磁同步电机(PMSM)为例,提出一种谐波电流法计算逆变器供电系统下的电机绕组交流损耗。首先,对逆变器供电系统下的电机定子电流采用谐波分析法进行分解作为电机有限元外电路激励,采用2D有限元模型耦合外电路方法计算电机绕组交流损耗。其次,对PMSM有限元模型与最大转矩电流比(MTPA)控制的逆变器驱动系统进行联合仿真,仿真得到电机低速、额定转速、峰值转速三种典型工况下的绕组电流。最后,基于仿真得到绕组电流,采用谐波电流法计算了三种工况的绕组交流损耗,该种计算方法的计算结果与现有含谐波电流源输入法的计算结果的最大相对误差为2.9%,计算速度加快了4倍。最后,通过样机实验验证了联合仿真的有效性和损耗计算结果的准确性。 展开更多
关键词 逆变器 MTPA控制 PMSM 联合仿真 绕组交流损耗
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共母线开绕组永磁同步牵引电机改进级联模型预测控制
7
作者 高锋阳 吴银波 +4 位作者 徐昊 史志龙 岳文瀚 孙伟 王高强 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1254-1265,共12页
为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机... 为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制造成开关频率高的原因进行分析,剔除高开关频率和高共模电压的电压矢量,优化备选电压矢量范围,对剩余电压矢量根据其对q轴电流作用效果分组组合寻优和分配作用时间;基于变步长自适应线性神经网络改进PI控制器,使得改进PI控制器兼顾快速性与超调;然后,分析共母线开绕组永磁同步牵引电机模型预测控制参数变化特性,构建系统变步长自适应线性神经网络参数辨识模型,对电机参数分步辨识,形成参数可调节级联模型预测控制;最后,对所提策略和三矢量级联模型预测电流控制进行稳态和动态半实物测试对比。结果表明:所提策略对转矩脉动、零轴电流、总谐波畸变率、开关频率、调速超调都具有很好的抑制效果,避免了传统模型预测控制的多目标代价函数中权重系数整定和参数辨识模型构建欠秩问题,对系统的控制性能有明显的提升作用。研究结果为进一步将共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统应用于机车牵引提供参考。 展开更多
关键词 开绕组永磁同步牵引电机 变步长自适应线性神经网络 级联模型预测 转矩脉动 零轴电流 参数分步辨识 开关频率
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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
8
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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双电源电驱动车辆开绕组永磁同步电机功率分配研究 被引量:1
9
作者 王奥运 陈光 +1 位作者 贾一帆 景国玺 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期74-87,共14页
针对双电源电动汽车的能量管理与驱动控制问题,对于隔离直流(DC)母线构型双逆变器开绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统进行定子电流优化及功率分配研究,并着重探究了动力电池与超级电容搭配下的功率分配策略。首先,建立双逆变器开绕组永... 针对双电源电动汽车的能量管理与驱动控制问题,对于隔离直流(DC)母线构型双逆变器开绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统进行定子电流优化及功率分配研究,并着重探究了动力电池与超级电容搭配下的功率分配策略。首先,建立双逆变器开绕组永磁同步电机驱动系统数学模型,并推导双空间矢量脉宽调制(SVPWM)架构下的双逆变器功率分配范围边界;然后,分别针对电机效率与功率分配范围提出两种定子电流矢量优化方法,并对比其稳态性能参数;最后,针对动力电池与超级电容的功率输出特性进行分析,在整车能量管理层面提出一种基于以上构型的双电源功率分配策略。使用仿真软件分别在城市道路以及市郊工况下,对所提功率分配策略进行验证。仿真结果表明,所提功率分配策略在节能性和稳定性方面具有优势。 展开更多
关键词 双电源 开绕组永磁同步电机 矢量控制 定子电流优化 功率分配 能量管理
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基于GPIO的永磁同步电机高效非奇异快速终端滑模算法
10
作者 周晓萌 李洪文 +2 位作者 邵蒙 邓永停 王鹤 《光学精密工程》 北大核心 2025年第9期1407-1419,共13页
针对传统滑模控制存在的有限时间收敛难题及高增益引发的抖振问题,设计非奇异快速终端滑模控制(NFTSMC)与广义比例积分观测器(GPIO)的复合算法,提出新型复合控制策略以提升永磁同步电机控制性能。该算法通过构建含非线性项的滑模面实现... 针对传统滑模控制存在的有限时间收敛难题及高增益引发的抖振问题,设计非奇异快速终端滑模控制(NFTSMC)与广义比例积分观测器(GPIO)的复合算法,提出新型复合控制策略以提升永磁同步电机控制性能。该算法通过构建含非线性项的滑模面实现有限时间收敛,采用GPIO实时观测时变扰动并前馈补偿至速度环,约束开关增益以抑制抖振。仿真和实验表明,在100 r/min阶跃跟踪中,调节时间缩短至1.08 s(较PI控制提升32%),稳态误差降低至2.56 r/min,超调量减少7.51%。当突加卸负载为2.5 N·m时,由于广义比例积分观测器能够精准估计负载扰动,不仅有效抑制了抖振现象同时在加载和卸载下,最大速度波动值分别只有105.81 r/min(加载)和93.72 r/min(卸载),比PI控制相比少了7.51%,恢复到额定转速的时间也更短。对速度波动进行快速傅里叶分析,结果表明加观测器后的转速谐波分量,第1,2,6,12次分别衰减65%,29%,60%,47%。在位置环正弦跟踪实验中,GPIO观测器使得最大换向误差比不加观测器减小47%,跟踪误差的RMS值从0.25减小到0.13,位置跟踪精度提高了48%。实验结果表明,复合控制方法具有更好的抖振抑制、快速的动态响应和抗干扰能力。 展开更多
关键词 永磁同步电机 非线性控制 滑模控制 抗干扰性能
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基于双观测器的拼接弧线电机改进积分滑模控制策略
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作者 曹兆锦 宋晓莉 +1 位作者 范壬秋 张超 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第1期105-113,共9页
拼接弧线电机凭借其高转矩比和低速稳定运行等优点,为大口径天文望远镜观测提供了高性能驱动技术支持。电机运行过程中存在的如参数畸变、谐波等其他内外部干扰,都对提高电机性能提出了挑战。因此,本文提出一种基于新型趋近律的积分滑... 拼接弧线电机凭借其高转矩比和低速稳定运行等优点,为大口径天文望远镜观测提供了高性能驱动技术支持。电机运行过程中存在的如参数畸变、谐波等其他内外部干扰,都对提高电机性能提出了挑战。因此,本文提出一种基于新型趋近律的积分滑模控制器,同时结合扩张状态观测器与负载观测器的混合控制策略,旨在优化传统滑模控制并增强系统的抗干扰能力。传统趋近律参数较为繁杂且不能很好地抑制抖振,新型的趋近律简化了参数,有效克服了系统抖振。其次,采用扩张状态观测器对反馈转速进行估计,然后结合q轴电流信息和估计出的转速数据作为负载转矩观测器输入,进一步提高了负载观测性能,并将负载观测值转换为电流进行前馈补偿,用以提高电机的抗干扰性能。仿真和实验结果表明:所提出的双观测器方法能够有效观测电机的转速和负载值,显著增强了电机的抗负载扰动能力;同时,采用新型滑模速度控制器降低了电机转速超调量,并在一定程度上抑制了滑模抖振,为弧线电机在大口径天文望远镜的高精度观测应用提供了理论和实验支持。 展开更多
关键词 大型天文望远镜 拼接弧线永磁同步电机 双观测器 改进滑模控制
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分段供电永磁直线同步电机的新型滑模速度控制策略
12
作者 周世炯 李耀华 +2 位作者 史黎明 孔甘霖 刘进海 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2464-2476,共13页
针对分段供电永磁直线同步电机(PMLSM)在运行过程中易受外部扰动、参数变化等因素的影响,该文提出了一种新型滑模控制器与终端滑模扰动观测器(TSMDO)相结合的速度控制策略。首先,分析了传统滑模控制器存在收敛速度和抖振程度相互矛盾的... 针对分段供电永磁直线同步电机(PMLSM)在运行过程中易受外部扰动、参数变化等因素的影响,该文提出了一种新型滑模控制器与终端滑模扰动观测器(TSMDO)相结合的速度控制策略。首先,分析了传统滑模控制器存在收敛速度和抖振程度相互矛盾的问题。其次,设计了一种新型的滑模趋近律,使得所提滑模速度控制(SMSC)加快了系统的收敛速度、抑制了滑模的抖振、保证了电机速度跟踪的动态性能。然后,为了提升电机速度跟踪的稳态性能,基于终端滑模理论设计了TSMDO,该观测器可以对外部扰动、参数变化等不确定性因素进行观测并补偿。最后,通过与PI控制、传统SMSC的对比实验,验证了所提控制策略的有效性。实验结果表明,所提控制策略不仅提高了分段供电PMLSM速度跟踪的动态和稳态性能,而且减小了加速度波动。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 加速度波动 滑模速度控制 终端滑模扰动观测器
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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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基于磁场调制原理的双三相聚磁式永磁同步电机转矩性能分析
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作者 王笔谈 赵文良 +3 位作者 刘聪 刁成武 陈德志 王秀和 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第13期5328-5340,I0033,共14页
双三相聚磁式永磁同步电机采用模块化相组集中绕线结构可以显著提升磁场利用率,具有转矩密度高、转矩脉动小、结构紧凑等特点,在高品质伺服电机系统中具有较大的应用潜力,然而聚磁和模块化相组绕线结构使其转矩等关键性能产生机理复杂,... 双三相聚磁式永磁同步电机采用模块化相组集中绕线结构可以显著提升磁场利用率,具有转矩密度高、转矩脉动小、结构紧凑等特点,在高品质伺服电机系统中具有较大的应用潜力,然而聚磁和模块化相组绕线结构使其转矩等关键性能产生机理复杂,分析难度大,目前缺乏对该种电机运行机理的深入研究。利用磁场调制原理,对采用模块化相组集中绕线结构的双三相聚磁式永磁同步电机(dual three-phase flux concentrated permanent magnet synchronous machine,DTFC-PMSM)的转矩性能进行深入分析。首先介绍电机结构、设计思路和工作原理,借助“磁场调制”手段,对电机齿槽转矩进行分析,并据此确定最佳内外定子相对角,定量分析电机空载与电枢气隙磁密、空载反电势以及输出转矩,推导气隙磁场主要工作谐波,分析主要工作谐波对转矩的贡献度,同时利用有限元法对分析的结果进行验证。最后,制造样机并搭建实验测试平台,对电机转矩等性能进行测量,验证解析计算和有限元仿真的准确性。 展开更多
关键词 双三相聚磁式永磁同步电机 磁场调制 模块化相组集中绕线 谐波分析 转矩性能
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基于新型重力储能的风储一体化系统设计与控制策略
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作者 陈凯垣 王海云 买买提沙比尔·玉苏甫 《电网与清洁能源》 北大核心 2025年第5期86-94,共9页
提出一种基于新型重力储能的风储一体化系统模型及其控制策略。首先,将新型重力储能并入风电机组直流侧,构建风储一体化的模型;其次,针对该模型提出相应的控制策略,其中机侧变流器采用最大功率跟踪控制,网侧变流器采用P/Q功率指令控制,... 提出一种基于新型重力储能的风储一体化系统模型及其控制策略。首先,将新型重力储能并入风电机组直流侧,构建风储一体化的模型;其次,针对该模型提出相应的控制策略,其中机侧变流器采用最大功率跟踪控制,网侧变流器采用P/Q功率指令控制,储能变流器采用定直流母线电压控制;最后,在电网侧附加频率下垂控制,实现重力储能主动参与调频。通过对系统内功率平衡及储能参与一次调频的仿真研究,验证了所提模型及控制策略的有效性。该模型有望将新型重力储能应用于高风电渗透率下的电网,有效平抑风电出力波动带来的安全稳定问题,提升电网对风能的消纳能力。 展开更多
关键词 风力发电 重力储能 永磁同步电机 功率平衡 风储一体化
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基于双扰动观测器的PMLSM自适应超螺旋滑模控制研究
16
作者 唐家勇 张博 +2 位作者 郭金钢 刘洋 杜航航 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第6期109-116,共8页
针对永磁同步直线电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在实际工作中因负载扰动、参数摄动等匹配/不匹配扰动对系统控制性能造成的影响,提出了一种基于双扰动观测器(double disturbance observer,DDOB)的自适应超螺... 针对永磁同步直线电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在实际工作中因负载扰动、参数摄动等匹配/不匹配扰动对系统控制性能造成的影响,提出了一种基于双扰动观测器(double disturbance observer,DDOB)的自适应超螺旋滑模控制(adaptive super-twisting sliding mode control,ASTSMC)。首先,基于李雅普诺夫稳定性理论,利用自适应超螺旋算法结合滑模理论设计自适应超螺旋滑模控制器,抑制不确定对系统的影响,通过引入自适应律ASTASMC可对不确定性在线估计并调整,从而提高位置跟踪精度;其次,设计了匹配/非匹配扰动观测器分别观测匹配与非匹配扰动并前馈补偿,不仅有效提高了系统的抗干扰能力还抑制了ASTASMC的增益,间接削弱抖振;最后,通过仿真与实验验证该方法的可行性。相较于其他滑模控制方法,所涉及的控制方法在正常空载、突加负载以及参数失配突加负载工况下,其误差范围更小、恢复稳定时间更快,能够有效抑制匹配/非匹配扰动的影响,提高系统的跟踪精度及抗干扰能力。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 自适应超螺旋 双扰动观测器 鲁棒性
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分数阶变增益超螺旋终端滑模位置控制
17
作者 赵鑫宇 王丽梅 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第4期740-748,共9页
为了提高永磁直线同步电机伺服系统的位置跟踪精度,本文提出了一种分数阶变增益超螺旋终端滑模控制方法.首先,建立含有不确定性的系统动态方程.然后,将分数阶Riemann-Liouville定义和终端滑模理论相结合,实现了有限时间收敛的分数阶恒... 为了提高永磁直线同步电机伺服系统的位置跟踪精度,本文提出了一种分数阶变增益超螺旋终端滑模控制方法.首先,建立含有不确定性的系统动态方程.然后,将分数阶Riemann-Liouville定义和终端滑模理论相结合,实现了有限时间收敛的分数阶恒增益超螺旋滑模控制,削弱了抖振现象.同时,在系统不确定因素复杂的情况下,基于李雅普诺夫理论,设计了一种新型变增益超螺旋算法,精确补偿了系统不确定扰动,有效的改善了系统的鲁棒性能.最后,仿真与实验结果表明,所提方法大幅度地提高了系统的跟踪精度,削弱了抖振现象,同时对外部干扰具有较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 分数阶超螺旋控制 位置控制 鲁棒性
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无铁芯永磁同步直线电机温升特性与定位精度研究
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作者 梅智发 朱继元 +1 位作者 卢飞泉 代宣军 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期78-82,86,共6页
针对双轴直线电机模组工作时温度升高导致定位误差增大的问题,通过计算导热系数、等效比热容及对流换热系数等,确定无铁芯永磁同步直线电机温度场仿真分析所需热参数。将绕组损耗作为温度场热源,经电磁场-温度场-结构场的耦合仿真分析,... 针对双轴直线电机模组工作时温度升高导致定位误差增大的问题,通过计算导热系数、等效比热容及对流换热系数等,确定无铁芯永磁同步直线电机温度场仿真分析所需热参数。将绕组损耗作为温度场热源,经电磁场-温度场-结构场的耦合仿真分析,得到仿真模型的稳态温度与热变形。对关键零件移动台和大理石底板的取点温升和变形量采用最小二乘法拟合,得到相对应曲线函数。通过实验获得两零件实际温度,与仿真结果相比,相对误差分别为3.42%和9.45%,温升后直线电机的定位误差增加17.311μm。实验结果表明温度对定位精度有较大影响。分析和仿真方法能为后续双轴直线电机模组改良提供指导。 展开更多
关键词 无铁芯永磁同步直线电机 温度场 耦合仿真 定位精度
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基于迭代学习预补偿策略的永磁直线同步电机推力波动抑制方法
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作者 梁万佳 黄旭珍 王安鹏 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5247-5258,共12页
永磁直线同步电机(PMLSM)位置伺服系统运行时受到推力波动的影响容易导致位置跟踪精度不高。针对此问题,该文提出一种基于迭代学习预补偿策略的PMLSM推力波动抑制方法以提升系统控制性能。首先,对PMLSM的推力波动进行建模与分析,在PMLS... 永磁直线同步电机(PMLSM)位置伺服系统运行时受到推力波动的影响容易导致位置跟踪精度不高。针对此问题,该文提出一种基于迭代学习预补偿策略的PMLSM推力波动抑制方法以提升系统控制性能。首先,对PMLSM的推力波动进行建模与分析,在PMLSM位置-电流双闭环控制结构中,利用加速度前馈控制器和扰动观测器构造二自由度位置控制器,初步抑制加减速阶段误差和推力波动。然后,利用预期迭代学习控制器进一步减小位置跟踪误差,并在此基础上拟合PMLSM的定位力扰动等效电流观测误差加以预补偿,从而改善迭代学习控制对运动模态的依赖,实现多工况下的推力波动抑制目的,提高位置跟踪精度。最后,通过实验验证该控制方案的有效性。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 扰动观测器 迭代学习控制 推力波动抑制 预补偿
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永磁直线同步电机力角特性偏移研究
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作者 徐耀晖 朱福文 +3 位作者 高彩霞 赵宝森 王翰 缪庆彬 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期138-146,共9页
目的力角特性是永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)运行稳定性的重要特性,是评价电机性能和控制电机的依据。但在低频工况下,PMLSM的力角特性因电枢电阻的影响而存在偏移现象,进而导致利用现有忽略电... 目的力角特性是永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)运行稳定性的重要特性,是评价电机性能和控制电机的依据。但在低频工况下,PMLSM的力角特性因电枢电阻的影响而存在偏移现象,进而导致利用现有忽略电枢电阻的力角特性分析计算电机低速运行特性会存在较大的偏差。为此,对PMLSM低频低速下的力角特性偏移原因及其影响规律展开深入研究,并确定力角特性偏移的临界条件。方法首先,建立考虑电枢电阻的PMLSM力角特性的解析模型,分析力角特性产生偏移的原因;其次,基于建立的解析模型,通过峰值推力及其对应的功角研究不同因素对推力特性的影响规律,并建立有限元模型对分析结果进行验证。然后,利用解析法确定PMLSM力角特性产生偏移的临界条件,即当力角偏移系数k(k=X_(t)/R_(a))≥11.43可以近似认为峰值推力对应的功角等于90°,可以忽略力角偏移现象;最后,搭建PMLSM样机测试平台,将有限元结果、实验结果与理论分析进行比较,验证推力特性曲线产生偏移的原因和临界条件。结果研究发现,与常用的忽略电枢电阻的力角特性相比,PMLSM力角特性向左偏移。力角特性偏移现象会导致两方面的影响,一是导致推力和电枢电流的关系不单调,出现小负载的电流比大负载的还要大的现象,二是低频运行时峰值推力减小,因此低频时不能保持恒推力运行。结论研究结果对PMLSM的设计和精确控制具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 力角特性 力角特性偏移 临界条件
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