动磁式永磁无刷直流直线电机的齿槽力最小化

为提高永磁无刷直流直线电机的性能,必须研究减小其齿槽定位力(齿槽力)的技术措施。根据电磁弹射系统需要推进大质量载荷的要求,提出了1种大推力的动磁式永磁无刷直流直线电机模型。用有限元方法计算了磁极端部与定子齿槽相互作用形成的3种齿槽力分量,由傅里叶变换得到了各分量的功率谱。在对各分量进行频谱分析的基础上得出了产生齿槽力的主要原因是电机推力的二次谐波这一结论,提出了优化磁极宽度以减小齿槽力的方法。对优化设计后的电机模型进行了有限元计算和频谱分析,分析显示该电机模型推力的二次谐波已被大大削弱。计算了不同磁极宽度情况下的电机推力,结果表明采用该方法可以有效减小电机的推力波动。

永磁无刷直流直线电机齿槽力补偿控制研究

永磁无刷直流直线电机的齿槽定位力对其低速性能影响很大,而单纯的设计方法不可能完全消除齿槽力的影响,为此,必须在控制系统中对齿槽力进行补偿。针对包含齿槽力模型的理想电机控制系统进行了理论分析,指出通过引入位置反馈环节可以消除齿槽力的不良影响。利用有限元分析方法计算了电机的推力和齿槽力波形,验证了低速条件下推力波动主要由齿槽力引起,并说明可以通过位置反馈来补偿推力波动。最后,提出将一个齿槽力周期分为多个区间,然后分段进行线性补偿的简易控制方法。该方法无需高精度的定位装置和复杂的控制算法即可实现对电机齿槽力的补偿,实验结果表明,所提方法能够有效抑制电机的推力波动。

数控机床直流直线电机结构设计及控制系统研究

为解决现有直线电机存在边端效应、推力波动大以及控制系统复杂等问题,设计出一种新的直流直线电机结构,并对该电机的数学模型和动态特性进行了较为深入的分析。针对单闭环系统受绕组电压、负载和动子质量的影响,易出现电流和速度波动等问题,设计了多环结构的控制系统,并引入前馈控制方法改善了系统动态跟踪特性。基于上述分析,利用MATLAB对系统进行了仿真研究,结果显示所设计的电机结构具有较好的可行性和可控性,且引入前馈控制的多环控制系统可有效抑制电流和速度的波动,使系统的动态跟踪特性得到显著提高。

基于鲁棒L_2的无刷直流直线电机定点控制

针对无刷直流直线电机(BLDCLM)伺服系统输出能无延迟、无超调地跟踪输入指令的变化,而常规PID控制器很难同时满足系统对输入的跟踪性能和对不确定性的抗扰性能要求这一现状,提出鲁棒L2跟踪控制策略,亦即有针对性的引入非线性控制抑制扰动和实现对输入指令的准确跟踪.对具有变化负载和驱动增益变量的BLDCLM定点控制进行鲁棒L2控制器设计,并运用MATLAB/SIMULINK仿真得出在不同负载条件下的阶跃响应和相应的电机速度、位移响应曲线.仿真结果表明,任何状态下系统都有最佳动态响应,从而证明了该方法的合理性和有效性.

滑模变结构控制在直流直线电机中的应用研究

针对直流直线电机定位问题,推导了直流直线电机的数学模型,建立了直流直线电机定位控制系统,并将滑模变结构控制应用于直流直线电机的控制中,在此基础上对其进行仿真并加以分析.从MATLAB仿真曲线上,可以很清楚地看到使用滑动模态的控制器具有响应速度快的优点.

一种新型大推力直流直线电机的结构设计

随着航空、航天技术的发展，提出了在各类航空、航天飞行器上用电动执行机构取代液压执行机构的课题，以克服液压执行机构存在的体积和重量大，结构复杂，成本高，可靠性差等缺点。本文提出了一种多层气隙平板式的直流直线电动机结构，比较好地解决了此类电动机所要求的高推力／体积比的问题。

基于TMS320LF2407的直流直线电机控制系统设计

介绍了一种利用DSP微处理器对电火花加工机床中驱动工具电极运动的直流直线电机进行控制的系统。充分利用TMS320LF2407控制器外设接口丰富及运算速度快的特点,以PC机作为上位机、DSP作为下位机,以光栅尺作为位置和速度传感器,通过PWM控制策略实现对直流直线电机的位置和速度控制。重点介绍了硬件和软件设计方法。

永磁直流直线电机及其控制

介绍了短行程往复运动的永磁直流直线电机的基本结构和行程方程,以及三种典型的应用场合的运行分析,并对各种驱动控制电路进行了分析比较。

直流直线电机控制系统仿真研究

直流直线电机不需要传动机构就能够获得直线运动,具有良好的控制特性,在短行程高频精密加工场合中具有广阔的应用前景。文中主要针对直流直线电机的控制系统进行了研究,设计了由电流环、速度环、位置环构成的三闭环控制系统,并通过工程设计方法与根轨迹法建立了控制系统的数学模型,利用MATLAB进行了仿真分析,取得了较好的控制效果。

直流直线电机保证精度的自适应全维状态观测器极点配置

直流直线电机在加速动态过程以及稳态时,有较大的速度跟踪误差和稳态误差。提出一种保证动态跟踪精度和稳态精度的自适应全维状态观测器极点配置方法,以提高直流直线电机在运动过程中的加速动态跟踪精度及稳态精度。其主要思想是在直流直线电机系统中安装直线测速装置及位置传感器,用来获取电机的速度状态和位移状态,结合电机输出构造全维状态观测器,配置控制系统期望的零极点,同时,在整个系统之前加入增益矩阵,对其稳态误差进行补偿,最后通过自适应调节器根据电机运行状态不断调节全维状态观测器、反馈控制律及增益矩阵,用以减小系统动态跟踪误差和稳态误差。将设计出的算法用于二段式风机叶片拼装系统激光引导定位装置中,Matlab仿真及实际应用结果表明:该控制算法能够更好地跟踪电机的速度,提高了系统的动态跟踪精度和稳态精度,闭环系统鲁棒性更强。

直流直线电机自适应状态空间极点配置控制

提出一种保证稳态精度的自适应状态空间极点配置方法以提高直流直线电机的稳态控制精度。通过反馈增益矩阵的自适应调整及增加补偿增益矩阵,利用自适应调节器实现反馈矩阵及补偿增益矩阵在线估计,并且进行稳态误差补偿,得出自适应状态空间极点配置算法,以克服摩擦力对电机性能的影响。理论分析及MATLAB仿真结果表明:该控制算法能够实现直流直线电机稳态精度的在线估计和补偿,能够快速准确地跟踪电机位移,系统具有良好的动态和稳态性能,闭环系统鲁棒性更强的特点。

电磁弹射用永磁无刷直流直线电机非换相期间推力分析及补偿

在电磁弹射中要求推力恒定,而速度的增大会引起推力下降,需要进行补偿。在非换相数学模型的基础上,求解得到电流及推力表达式,并分析了速度、电压、占空比对其影响。本文结合电磁弹射推力波形特点,定义、推导出推力波动,并分析各参数对推力波动的影响。对速度增大引起推力下降,提出通过调整电压和占空比的方法进行补偿。最后,通过计算得到不同速度对应的电压和占空比,给出推力曲线和推力波动,验证了算法的正确性和可行性。

基于电路模型的弹射用永磁无刷直流直线电机参数优化及仿真

电磁弹射用永磁无刷直流直线电机工作电压高、电流大、工作速度动态范围大,要求推力恒定,因此在进行电机选择参数慎重考虑其工作特点。在换相期间和非换相期间数学模型基础上,推导出推力波动。结合电磁弹射特点,求解得到以速度和推力为变量的电流和电压的表达式,并将其代人换相推力波动、非换相期间推力波动和效率公式,并以此为目标函数,建立了优化模型。采用词典排序算法解决目标函数之间的冲突问题,对于每一个目标函数,采用模拟退火算法进行优化。最后通过MATLAB仿真计算,获得优化解,给出推力曲线,验证了理论分析的正确性。

最优控制策略在直线直流电机中的应用研究

分析直流直线电机的数学模型 ,并将最优控制律应用于直流直线电机的控制中 ,在此基础上对其进行仿真并加以分析和改进 ,结合直线直流电机实际运行的控制要求提出了多模态控制的思想。

直流直线伺服电机重复控制技术及Simulink仿真

介绍了重复控制技术在直流直线伺服电机控制系统中的应用.详细说明了重复控制的原理及应用场合,通过Simulink中建模仿真,证明当系统输入为周期信号时,重复控制器比常规调节器能更好地改善系统的稳态误差特性.

DSP在短行程直线电机精密位置控制中的应用研究

阐述了一种新研制的短行程永磁直流直线电机的工作原理,提出了基于DSP(TMS320LF2407A)的短行程直流直线电机数、模混合伺服控制系统方案,重点对直线电机的位置检测及控制技术进行了研究,给出了DSP控制器的位置检测接口电路、16位双极性数模转换器(DAC7641)的扩展电路和控制软件的实现方法。短行程直线电机的有效工作行程范围为±5mm,带有分辨率为1μm直线位移检测装置(光栅尺)。实验结果表明,控制系统设计合理,直线电机可实现精密定位,定位精度可控制在5μm以内。

基于DSP的直线电机数字控制系统设计

利用TMS320LF2407的外设单元和高性能的DSP内核,设计无刷直流直线电机数字控制系统,介绍控制系统硬件电路的设计方法和软件流程。

小型永磁直流直线电动机的设计

以电机内部磁场网络划分理论为基础 ,分析了典型直流直线电机磁通密度分布。以场的分析理论为指导 ,对一种小型永磁磁钢直流直线电机进行了设计计算。列出了这种小型永磁磁钢直流直线电机的详细计算公式 ,对设计结果进行了实际参数测试。

直线伺服刀架控制系统的计算机辅助设计与仿真

研究直线伺服刀架控制系统的设计与仿真问题 ,介绍硬件设计与系统建模 ,利用 MATLAB提供的控制系统工具箱和

一种电磁直线振动装置的动力学分析

本文介绍一种电磁直线振动装置，并对其进行动力学分析，从而得出它的动力学特性。