基于光电传感器编码的永磁球形步进电机运动控制

提出了一种三自由度永磁球形步进电机的控制方法。介绍了该永磁球形步进电机定子、转子的结构,电机转子表面的着色原理以及电机定子上的光电传感器的放置;针对其结构特点和动力学特性构造一个加权无向图,根据编码原理以及所给定的物体的运动轨迹,采用图中路径搜索算法,最终通过光电传感器反馈的信号确定永磁球形步进电机的通电线圈对,实现闭环控制球形步进电机,达到使物体沿着期望运动轨迹运动的目的。

一种新型永磁球形步进电机伺服控制研究

针对一种新型永磁球形步进电机,运用卡尔丹角旋转建立了转子固连坐标系下转子动力学模型。在此基础上按照转子作连续轨迹运动的要求用计算力矩法设计了一种伺服控制策略,进行控制参数整定的同时获得转子运动的期望转矩,并使用李亚普诺夫方法分析了该运动控制的稳定性。最后结合已得的转矩模型,提出了一种定子线圈电流控制的控制方案,并进行了仿真实验。

一种永磁多维球形步进电机稳定位置计算

文章对一种新型的永磁球形步进电机进行了模型简化;同时应用功能原理对简化模型进行分析,通过瞎子爬山法对该球形电机在不同定子线圈通电策略下转子球稳定位置的情况进行了仿真计算,为电机起动状况控制及电机旋转控制策略的研究奠定了基础。

永磁球形步进电机三维运动电流控制仿真分析

针对Stein等人设计研制的永磁球形步进电机,在运用卡尔丹角旋转建立转子固连坐标系下动力学模型的基础上设计了转子三维运动电流控制的方案.在转子分别作定点(PTP)运动和连续轨迹(CP)运动的情况下整定控制参数,同时获得转子运动的期望转矩,并使用李亚普诺夫方法分析了运动控制的稳定性.最后按照期望运动的要求,结合已得的转矩模型,利用广义逆计算16个定子线圈的通电电流,进行了仿真实验.

一种简单高效的永磁球形步进电机位置检测的方法

对永磁球形步进电机的位置检测系统进行数学建模,采用全局优化算法计算目标节点的未知方位角。针对目标函数与旋转角度的关系图,在多维空间中设计出均匀分散的各试验点,利用并行算法计算出落在线性区域的试验点,并以此为起点采用最优值的局部搜索。仿真结果表明这种基于均匀设计理论的优化方法具有较高的搜索效率,为今后位置检测的实时性研究奠定基础。

永磁球形步进电机控制驱动器设计仿真与实验

为了在三维永磁球形步进电机中应用新的电流控制方式,采用自适应和变结构控制算法以适应电机负载运行的复杂工况,设计了基于电流跟踪PWM和分时控制基础的电流控制驱动器。Simulink环境下的仿真模型验证了该设计思想的可行性,并在具体的实验平台上得以验证。实验结果表明,该控制驱动系统可以实现永磁球形步进电机的连续轨迹运动控制,完成相应的高级控制算法。

永磁球形步进电机的结构研究与设计

介绍了一种新型永磁球形步进电机的基本结构,分析了永磁体和定子线圈在实际电机模型中的球面定位,然后介绍了一种以单相电流跟踪PWM控制实验为基础的定子线圈的选择方法。选择合适的部件设计出了永磁球形步进电机的转子球、永磁体、定子支座、定子线圈等各部分的实际参数,给出了详细设计方案,并绘出了该电机的CAD模型图,为永磁球形步进电机的进一步设计和优化提供了依据。

新型两自由度定子永磁球形混合式步进电机结构及性能分析

多自由度电机有望广泛应用于机器人和机器手等多运动自由度系统中。当前虽然有多种样机原型,但大多数都在实验室研究测试阶段,且电机机械机构、控制系统复杂,生产制造难度高,体积较大的同时材料利用率低。为了推进电机产品化进程和实际应用,提出一种新型定子永磁球形两自由度混合式步进电机。详细介绍电机结构及运行原理;建立电机齿层归一化分析模型,对电机空载和负载性能进行归一化分析,所得结论对于该类电机分析具有通用性;最后,设计一台整体外径为50 mm的新型定子永磁球形两自由度混合式步进电机样机,通过有限元仿真、与同规格转子永磁型两自由度混合式步进电机性能比较,验证了该新型电机性能的优越性,以及齿层归一化分析方法的可行性。

新型球形结构两自由度混合式步进电机二维等效模型分析方法

在智能系统发展时代机器人使用率在逐步提高,其中多自由度电动机在机器人的构成中占有较为重要的地位。多自由度电机发展历史较长,但大部分仍处于实验研究阶段。因此,为进一步简化电机结构、降低电磁耦合影响、提升电机运行稳定性等,本文依据非球形正交圆柱结构两自由度步进电动机运行原理,提出一种新型球形结构两自由度混合式步进电动机。首先,对该电机结构及运行原理进行介绍;其次,讲述削弱子电机间的耦合磁场方法,为缩短电机的分析计算时间及提高计算精度,提出二维等效电机模型分析方法;最后,三维电机模型与二维等效电机模型进行有限元仿真计算结果比较,并试制一台外径116mm实验样机实验验证了二维等效模型的可行性及准确性。